impression 3d de dispositifs médicaux utilisés en

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HAL Id: tel-03218250 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03218250 Submitted on 5 May 2021 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en chirurgie : quelles recommandations pour l’élaboration d’un modèle d’évaluation médico-économique ? Carole Serrano To cite this version: Carole Serrano. Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en chirurgie : quelles recommandations pour l’élaboration d’un modèle d’évaluation médico-économique ?. Economies et finances. Université Paris-Saclay, 2020. Français. NNT: 2020UPASQ024. tel-03218250

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Page 1: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

HAL Id: tel-03218250https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03218250

Submitted on 5 May 2021

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinée au dépôt et à la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publiés ou non,émanant des établissements d’enseignement et derecherche français ou étrangers, des laboratoirespublics ou privés.

Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés enchirurgie : quelles recommandations pour l’élaboration

d’un modèle d’évaluation médico-économique ?Carole Serrano

To cite this version:Carole Serrano. Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en chirurgie : quelles recommandationspour l’élaboration d’un modèle d’évaluation médico-économique ?. Economies et finances. UniversitéParis-Saclay, 2020. Français. �NNT : 2020UPASQ024�. �tel-03218250�

Page 2: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Impression 3D de dispositifs

médicaux utilisés en chirurgie :

quelles recommandations pour

l’élaboration d’un modèle

d’évaluation médico-économique ?

Thèse de doctorat de l'université Paris-Saclay

École doctorale n°569 : innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (ITFA)

Spécialité de doctorat : Droit et économie de la santé Unité de recherche : Université Paris-Saclay, GRADES, 92290, Châtenay-Malabry,

France.

Référent : Faculté de pharmacie

Thèse présentée et soutenue à Paris-Saclay, le 15 Décembre 2020, par

Carole SERRANO

Président

Rapporteur & Examinatrice

Examinateur

Composition du Jury

Xavier ARMOIRY

Professeur d’Université – Praticien Hospitalier,

Université Claude Bernard Lyon 1

Valérie SAUTOU

Professeur d’Université – Praticien Hospitalier,

Université de Clermont-Ferrand

Nicolas MARTELLI Maître de Conférence Universitaire – Praticien Hospitalier, Université Paris Saclay

Hélène VAN DEN BRINK

Professeur d’Université,

Université Paris Saclay

Directrice de thèse

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Page 3: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en
Page 4: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

3

Remerciements

A Monsieur le Professeur Xavier Armoiry

Vous me faites l’honneur d’examiner ce travail et d’en présider le jury. Veuillez recevoir

mes sincères remerciements et l’assurance de mon profond respect.

A Madame le Professeur Valérie Sautou

Je vous remercie sincèrement d’avoir accepté de juger ce travail et d’en être rapporteur.

Soyez assurée de mon respect et de ma profonde gratitude.

A Madame le Professeur Hélène van den Brink

Vous m’avez fait l’honneur de diriger cette thèse. Je vous exprime toute ma gratitude pour

la confiance que vous m’avez accordée tout au long de ces années. Je vous remercie

infiniment pour votre disponibilité et votre bienveillance qui m’ont permis de travailler

sereinement sur ce projet et de l’amener à sa conclusion.

A Monsieur le Docteur Nicolas Martelli

Tu m’as fait l’honneur d’encadrer cette thèse. Je ne te remercierai jamais assez pour tes

précieux conseils, ton soutien indéfectible et ta patience infinie qui m’ont permis de

travailler dans les meilleures conditions qui soient. T’avoir rencontré a été une opportunité

exceptionnelle et je mesure la chance que j’ai eu de travailler à tes côtés. Trouve ici le

temoignage de ma profonde admiration.

A Monsieur le Professeur Eric Fouassier

Je vous exprime toute ma gratitude pour m’avoir accueillie dans votre laboratoire et vous

remercie de votre bienveillance à mon égard.

A Monsieur le Professeur Bertrand Decaudin

Je vous remercie sincèrement d’avoir accepté de juger ce travail en comité de thèse. Vos

remarques constructives m’ont apporté une aide précieuse pour la poursuite de cette

thèse. Soyez assuré de mon profond respect.

A tous les pharmaciens hospitaliers et chirurgiens ayant participé aux enquêtes

présentées dans ce travail

Je vous remercie d’avoir accepté de collaborer à ce travail et de m’avoir accordé un peu de

votre précieux temps. Soyez assurés de ma reconnaissance.

A Madame le Docteur Sabine Gnamien

Merci infiniment pour ton soutien dans ce projet. Travailler avec toi a été une expérience

très enrichissante au cours de laquelle j’ai pu apprécier tes qualités humaines et

professionnelles.

Page 5: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

4

A mes parents et mon frère

Vous m’avez toujours encouragée dans mes projets et soutenue pendant ces longues

années d’études. Je ne serai pas là sans vous.

A Jerôme et Perrine

Toujours présents à mes côtés, votre soutien et votre amitié me sont très précieux.

A mes amis parisiens

Que j’ai quelque peu délaissé ces derniers mois…mais promis je me rattraperai en 2021 !

A mes nouveaux amis normands

Sans qui mon installation ornaise n’aurait pas été si festive !

Page 6: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Table des matières

Table des matières

Remerciements .............................................................................................................................................. 3

Table des matières ......................................................................................................................................... 5

Liste des abréviations .................................................................................................................................... 8

Liste des illustrations ................................................................................................................................... 10

Liste des tableaux ........................................................................................................................................ 11

Introduction générale ....................................................................................................................................... 12

Partie 1 : Place de l’impression 3D dans le domaine de la sante ..................................................................... 14

Chapitre 1 : Utilisation de l’impression 3D pour la production de produits de santé .................................. 14

1 L’impression 3D : définition, techniques et réglementation ........................................................... 14

2 Impression 3D : applications actuelles en santé .............................................................................. 26

3 Impression 3D de dispositifs médicaux : contexte réglementaire ................................................... 29

4 Conclusion ....................................................................................................................................... 39

Chapitre 2 : Intérêts et limites de l’impression 3D pour la fabrication de dispositifs médicaux en chirurgie

..................................................................................................................................................................... 40

1 Introduction ..................................................................................................................................... 40

2 Matériel et Méthodes ....................................................................................................................... 40

3 Résultats .......................................................................................................................................... 42

4 Discussion ........................................................................................................................................ 53

5 Conclusion ....................................................................................................................................... 58

Chapitre 3 : Etat des lieux de l’utilisation de l’impression 3D en France et en Europe .............................. 59

1 Introduction ..................................................................................................................................... 59

Page 7: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

6

2 Matériel et Méthodes ....................................................................................................................... 60

3 Résultats .......................................................................................................................................... 66

4 Discussion ........................................................................................................................................ 76

5 Conclusion ....................................................................................................................................... 81

Conclusion de la Partie 1 ............................................................................................................................. 82

Partie 2 : Evaluation clinique, économique et organisationnelle de l’impression 3D ..................................... 83

Chapitre 4 : Evaluation clinique de l’impression 3D en chirurgie .............................................................. 83

1 Introduction ..................................................................................................................................... 83

2 Matériel et méthodes ....................................................................................................................... 84

3 Résultats .......................................................................................................................................... 86

4 Discussion ........................................................................................................................................ 95

5 Conclusion ....................................................................................................................................... 97

Chapitre 5 : Evaluation des coûts associés a l’utilisation de l’impression 3D en chirurgie ........................ 98

1 Introduction ..................................................................................................................................... 98

2 Matériel et méthodes ....................................................................................................................... 99

3 Résultats ........................................................................................................................................ 101

4 Discussion ...................................................................................................................................... 104

5 Conclusion ..................................................................................................................................... 107

Chapitre 6 : Evaluation de l’impact organisationnel ................................................................................. 109

1 Introduction ................................................................................................................................... 109

2 Matériel et Méthodes ..................................................................................................................... 110

3 Résultats ........................................................................................................................................ 113

4 Discussion ...................................................................................................................................... 122

5 Conclusion ..................................................................................................................................... 124

Page 8: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

7

Discussion générale : Quel modèle pour l’évaluation de l’impression 3D en chirurgie ? ............................. 125

Chapitre 7 : Les différents modèles d’études médico-économiques ......................................................... 125

1 Définition et types d’études ........................................................................................................... 125

2 Les paramètres d’une étude médico-économique .......................................................................... 127

3 La synthèse des données ................................................................................................................ 129

4 Utilisation des études médico-économiques dans la démarche d’évaluation des technologies de

santé ....................................................................................................................................................... 130

5 Les limites de ces modèles pour l’évaluation de l’impression 3D ................................................ 131

Chapitre 8 : Recommandations et perspectives ......................................................................................... 136

1 Recommandations pour l’élaboration d’un modèle d’évaluation médico-économique pour

l’impression 3D en chirurgie ................................................................................................................. 136

2 Perspectives ................................................................................................................................... 140

Conclusion générale ...................................................................................................................................... 143

Bibliographie ............................................................................................................................................. 145

Liste des publications et des communications en rapport avec le sujet de thèse ....................................... 170

Annexes ..................................................................................................................................................... 172

Page 9: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Liste des abréviations

ABS : Acrylonitrile Butadiene Styrene

ACB : Analyse Coût-Bénéfices

ACC : Anlayse Coût-Conséquence ACE : Analyse Coût-Efficacité

ACU : Analyse Coût-Utilité

AFNOR : Association Française de Normalisation

AMC : Analyse de Minimisation des Coûts

AMM : Autorisation de Mise sur le Marché

ANSM : Agence Nationale de Sécurité du Médicament et des Produits de Santé

ASA : Amélioration du Service Attendu

ASTM : American Society for Testing and Materials

CAO : Conception assistée par ordinateur

CE : Conformité Européenne

CEN : Comité européen de normalisation

CHEERS : Consolidated Health Economic Evaluation Reporting Standards

CHR : Centre Hospitalier Régional

CHU : Centre Hospitalier Universitaire

CLIP : Continuous Liquid Interface Production

CONSORT : Consolidated Standards of Reporting Trials

DCE : Discret Choice Experiment

DICOM : Digital Imaging and Communications in Medicine

DLP : Digital Light Processing

DM : Dispositif médical

DMLS : Direct Metal Laser Sintering

DoF : Degré de liberté

DRG : Diagnosis-Related Group

ECR : Essai Clinique Randomisé

EFORT : European Federation of National Associations of Orthopaedics and Traumatology

ENC : Echelle Nationale des Coûts

ESVS : European Society of Vascular Surgery

ETS : Evaluation des Technologies de Santé

FDA : Food and Drug Administration

FDM : Fused Deposition Modelling

GHM : Groupe Homogène de Malades

GHS : Groupe Homogène de Séjour

HAS : Haute Autorité de Santé

HTA : Health Technology Assessment

ICER Incremental Cost Effectiveness Ratio

IO : Impact Organisationnel

IRM : Imagerie par résonnance magnétique

ISO : Organisation Internationale de Normalisation

LPPR : Liste des Produits et Prestations Remboursables

NHS : National Health Service

OMS : Organisation Mondiale de la Santé

PEEK : Polyetherethercétone

Page 10: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

9

PICO : Patient, Intervention, Control, Outcome

PIPAME : Pôle Interministériel de Prospective et d’Anticipation des Mutations Economiques

PLA : Acide polylactique

PRISMA : Preferred Reportinf Items for Systematic reviews and Meta-Analyses

PVA : Alcool polyvinylique

QALY Quality-Adjusted Life-Year

RDCR : Ratio Différentiel Coûts Résultats

SASAM : Action de soutien de la standardisation dans la fabrication additive

SCAC Suivi Clinique Après Commercialisation

SLA : Stereolithographie

SLS : Selective Laser Sintering

STL : Standard Tesselation Language

T2A : Tarification A l’Activité

UE : Union Européenne

USD : Dollar américain

UV : Ultra-violet

WTP : Willingness to pay

Page 11: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Liste des illustrations

Figure 1 : Impression par jet de liant ................................................................................................. 17 Figure 2 : Impression par dépôt d'énergie dirigée .............................................................................. 17

Figure 3 : Impression par extrusion de matériel ................................................................................ 17 Figure 4 : Impression par jet de matériel ........................................................................................... 18 Figure 5 : Impression par fusion de bain de poudre ........................................................................... 18 Figure 6 : Impression par stratification .............................................................................................. 19 Figure 7 : Impression par photopolymérisation (Stéréolithographie) ................................................ 19

Figure 8 : Principaux modèles économiques de l'impression 3D (source : Rapport final « Futur de la

fabrication additive » par le Pole Interministériel de Prospective et d’Anticipation des Mutations

économiques (Pipame))...................................................................................................................... 23 Figure 9 : Main articulée produite par impression 3D ....................................................................... 28 Figure 10 : Logigramme récapitulant le processus de fabrication d'un dispositif médical au sein d'un

établissement de santé selon le règlement 2017/745 (source : Europharmat) ................................... 37 Figure 11 : Diagramme de sélection des études ................................................................................. 44

Figure 12 : Catégories d'établissements de santé ayant eu recours à l'impression 3D en 2016 ......... 66 Figure 13 : Répartition des applications de l'impression 3D selon les spécialités chirurgicales ....... 67 Figure 14 : Répartition des établissements utilisateurs selon le nombre de cas traités par an ........... 67 Figure 15 : Répartition des établissements de santé non équipés d'une imprimante 3D selon le

nombre de cas traités par type de dispositif imprimé......................................................................... 68 Figure 16 : Répartition des établissements selon le budget consacré à l'impression 3D en 2016 ..... 69

Figure 17 : Répartition des imprimantes équipant les établissements de santé selon la technologie

d'impression et les matériaux associés ............................................................................................... 70 Figure 18 : Répartition des réponses obtenues par pays .................................................................... 72

Figure 19 : Répartition des établissements utilisateurs selon leur statut juridique et selon leur

capacité d'accueil ............................................................................................................................... 72

Figure 20 : Répartition des utilisateurs selon leur spécialité chirurgicale ......................................... 73

Figure 21 : Répartition des établissements utilisateurs selon le nombre de cas traités par an ........... 73

Figure 22 : Répartition des établissements utilisateurs selon le budget consacré à l'impression 3D

par an .................................................................................................................................................. 74 Figure 23 : Répartition des utilisateurs selon le type de dispositif médical imprimé et les modalités

d'approvisionnement .......................................................................................................................... 75

Figure 24 : Diagramme de sélection des études ................................................................................. 87 Figure 25 : Diagramme de sélection des études ............................................................................... 102 Figure 26 : Les trois types d’impact organisationnel ayant obtenu un consensus fort. Les résultats

sont exprimés en pourcentage de répondants selon l’importance de ce type d’impact ................... 115 Figure 27 : Types d'impact organisationnel ayant obtenu un consensus modéré ............................ 118

Figure 28 : Les cinq types d'impact organisationnel pour lesquels aucun consensus n'a pu être

obtenu ............................................................................................................................................... 120 Figure 29 : Les différents types d’études médico-économiques (d’après la HAS) ......................... 126

Figure 30 : Représentation graphique des résultats d’une analyse coût-efficacité .......................... 129 Figure 31 : Choix de la perspective dans un modèle d'évaluation d'un DM imprimé en 3D........... 137

Page 12: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

11

Liste des tableaux

Tableau 1 : Mots-clés de recherche utilisés dans les bases de données ................................... 41 Tableau 2 : Définition des catégories des avantages et inconvénients de l'impression 3D en

chirurgie ................................................................................................................................... 42 Tableau 3 : Répartition globale des avantages cités dans les 158 études incluses ................... 46

Tableau 4 : Répartition globale des inconvénients cités dans les 158 études incluses ............ 48 Tableau 5 : Définition des intervalles chiffrés pour le recueil de données .............................. 62 Tableau 6 : Définition des catégories pour les données qualitatives ........................................ 62 Tableau 7 : Définition des catégories de réponses pour les données qualitatives .................... 65 Tableau 8 : Distribution globale des témoignages des chirurgiens concernant l’apport de

l’impression 3D dans leur pratique .......................................................................................... 69

Tableau 9 : Distribution globale des témoignages des chirurgiens concernant les finalités de

l’utilisation de leurs imprimantes 3D ....................................................................................... 71 Tableau 10 : Avantages de l'impression 3D cités par les utilisateurs....................................... 76 Tableau 11 : Facteurs limitant le recours à l’impression 3D .................................................... 76 Tableau 12 : Mots de clés recherche utilisés dans les bases de données.................................. 84

Tableau 13 : Critères d'éligibilité des études selon le cadre PICO+S ...................................... 84 Tableau 14 : Critères évalués dans les études incluses et résultats observés ........................... 90

Tableau 15 : Temps opératoires moyens pour les groupes contrôle versus impression 3D ..... 94 Tableau 16 : Mots-clés de recherche utilisés dans les bases de données ................................. 99 Tableau 17 : Critères d'inclusion des études selon le cadre PICO+S ..................................... 100

Tableau 18 : Types d'impact organisationnel (selon Roussel et al) ....................................... 112 Tableau 19 : Consensus obtenus pour chacun des items d'impact organisationnel ............... 114

Tableau 20: Caractéristiques des 158 études incluses dans la revue systematique portant sur

les avantages et les inconvénients de l’impression 3D .......................................................... 173

Tableau 21 : Répartition des avantages et des inconvénients selon l'application et la technique

utilisée .................................................................................................................................... 189 Tableau 22 : Synthèse des données relatives à l'organisation pratique de l'activité d'impression

au sein des établissements de santé ........................................................................................ 208

Tableau 23 : Nombre de réponses obtenues par pays au cours de l'enquête européenne ...... 209 Tableau 24 : Liste des publications incluses dans la revue systématique de la littérature

portant sur l’évaluation clinique de l’impression 3D ............................................................. 210 Tableau 25 : Critères évalués dans les études incluses dans la revue systématique de la

littérature portant sur l’évaluation clinique de l'impression 3D ............................................. 218

Tableau 26 : Caractéristiques des études incluses dans la revue systématique de la littérature

portant sur l’évaluation économique de l’impression 3D ...................................................... 219

Page 13: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

12

Introduction générale

Présentée par les médias comme la troisième révolution industrielle après la mécanisation et

le taylorisme, l’impression 3D s’est développée de façon exponentielle ces vingt dernières

années 1. En 2018, le marché global de l’impression 3D est estimé à 9,9 milliards de dollars

américains (USD), et devrait atteindre 34,8 milliards USD en 2024 2. Dans les années 90, cette

technologie servait essentiellement au prototypage rapide, c’est-à-dire à créer des objets

pour tester leur design et leur fonctionnalité avant la mise en production de l’objet en série

par les méthodes de production conventionnelles 3. Avec l’amélioration des techniques de

production, l’impression 3D s’est imposée comme une méthode de production à part entière

pour la production de pièces en série notamment en aéronautique 1.

Le secteur de la santé a également intégré cette innovation technologique aussi bien dans le

domaine de la recherche, avec la bio-impression de tissus et d’organes, que dans le secteur

de la « Medtech1 » avec la production de dispositifs médicaux (DM) sur mesure. Mais ces

innovations sont potentiellement coûteuses et participent à l’accroissement continu des

dépenses de santé. En France, en 2009, les dépenses de l’Assurance Maladie s’élevaient déjà à

près de 1,5 milliard d’euros pour les DM implantables remboursés en sus de la tarification à

l’activité (T2A) et 1,65 milliard d’euros pour les autres DM 4. Les politiques de santé doivent

donc réussir à maîtriser les dépenses de santé tout en permettant le recours à des

technologies innovantes pour améliorer la prise en charge des patients. Ceci ne peut se faire

qu’à l’aide d’une évaluation clinique et économique de ces nouvelles approches

thérapeutiques, dont fait partie l’impression 3D.

Ainsi, quel est l’intérêt de cette technologie dans le domaine de la santé pour la société, les

utilisateurs et les patients et surtout comment l’évaluer de façon globale ? Comment prendre

en compte tous les aspects des effets d’un dispositif médical imprimé en 3D sur la prise en

charge des patients et sur les organisations en place ?

Afin de répondre à ces questions, nous nous intéresserons tout d’abord à la place actuelle de

l’impression 3D dans le domaine de la santé, ce qui constituera la première partie de ce

travail. Nous y aborderons les applications actuelles de cette technologie, les intérêts et les

1 « Medtech » qui est la contraction de « medical technology » en anglais.

Page 14: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

13

limites à son utilisation, et nous dresserons un état des lieux de son utilisation en France et en

Europe.

La deuxième partie de ce travail sera consacrée à l’évaluation clinique, économique et

organisationnelle de cette technologie. Nous tacherons de mettre en avant les critères

pertinents à évaluer pour déterminer l’impact de l’utilisation d’un dispositif médical imprimé

en 3D.

Enfin, dans une troisième partie, nous tâcherons de définir les contours d’un modèle

d’évaluation permettant d’intégrer tous les aspects spécifiques de cette innovation

technologique. Après avoir présenté les différents types d’études médico-économiques

existants, nous discuterons des limites de ces modèles pour l’évaluation de dispositifs

médicaux imprimés en 3D et nous proposerons alors des recommandations pour la mise en

place d’une évaluation de ces produits de santé.

Concernant le périmètre de cette recherche, nous avons focalisé notre travail sur la

production de dispositifs médicaux à usage chirurgical utilisés dans un contexte hospitalier.

Nous avons exclu de notre recherche les dispositifs médicaux utilisés en chirurgie dentaire

(implants dentaires, guides…) car leur stade de développement est bien plus avancé. En effet,

l’utilisation de ceux-ci est désormais bien intégrée dans la pratique des professionnels et de

nombreux cabinets dentaires y ont accès en direct. A l’inverse, nous avons choisi d’exclure la

production de tissus et d’organes de notre recherche car l’utilisation de la bio-impression en

pratique clinique n’en est encore qu’à ses balbutiements. Cela reste encore principalement

du domaine de la recherche fondamentale et les données actuelles sur les impacts cliniques,

économiques et organisationnels sont encore trop peu nombreuses pour être intégrées à

notre modèle d’évaluation.

Page 15: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

14

Partie 1 : Place de l’impression 3D dans le domaine

de la sante

Chapitre 1 : Utilisation de l’impression 3D pour la

production de produits de santé

1 L’impression 3D : définition, techniques et réglementation

1.1 Définition

L’impression 3D, terme généralement employé comme synonyme de fabrication additive,

désigne une fabrication d’objets par dépôt d’un matériau au moyen d’une tête d’impression,

d’une buse ou d’une autre technologie d’impression. Selon la norme ISO/ASTM 52900:2015

la fabrication additive est « un procédé consistant à assembler des matériaux pour fabriquer

des pièces à partir de données de modèles en 3D, en général couche après couche, à

l’inverse des méthodes de fabrication soustractive et de fabrication mise en forme » 5.

Le premier dépôt de brevet d’une technique d’impression 3D date de 1984 par une équipe de

chercheurs français pour le compte de la société de lasers Cilas Alcatel. La même année,

l’américain Charles W. Hull déposa sa demande de brevet pour la stéréolithographie, qu’il

obtiendra finalement en 1986. En 1988 ce dernier commercialise la première imprimante 3D,

la SLA-250 fondée sur cette technique d’impression. C’est le début de l’impression 3D, bien

que ce terme n’ait été employé qu’à partir des années 90 6.

Page 16: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

15

Image 1 : Imprimante SLA 250, première imprimante 3D commercialisée en 1988 7

Initialement, l’impression 3D était réservée au prototypage rapide, permettant une fabrication

rapide d’une pièce en petites séries à moindre coût. Elle s’est ensuite développée comme

mode de production à part entière dans différents secteurs industriels 3. Face aux besoins

grandissants, de nouvelles techniques d’impression ont vu le jour afin d’élargir les possibilités

en termes de matériaux employables, d’améliorer la qualité des objets fabriqués et

d’augmenter la rapidité d’impression.

Quelle que soit la technique d’impression utilisée, les grandes étapes du processus

d’impression pour l’obtention du produit final restent identiques 8:

a. Modélisation de l’objet

L’objet à imprimer est modélisé à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur

(CAO). Il peut s’agir d’un objet dessiné par l’utilisateur lui-même, d’un scan 3D d’un modèle

ou d’un fichier téléchargé à partir d’une banque de modèles.

Dans le domaine de la santé, la modélisation se fait généralement à partir d’un scanner ou

d’une IRM d’un patient. Ces données, enregistrées en format DICOM (Digital Imaging and

Communications in Medicine), doivent ensuite subir plusieurs étapes de post-traitement avec

Page 17: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

16

des outils de segmentation et de visualisation afin d’isoler la zone anatomique d’intérêt, de

reproduire son volume et d’effectuer une reconstruction multiplanaire. Les contours de cette

zone anatomique sont transformés en un maillage triangulaire 3D et les données ainsi

obtenues peuvent être traitées à l’aide d’un logiciel de CAO pour modéliser le modèle

anatomique du patient ainsi que les instruments chirurgicaux ou les implants spécifiquement

adaptés à l’anatomie du patient 8.

Le modèle numérique conçu est enregistré dans un fichier au format STL (standard

tesselation language) qui peut alors être importé dans le logiciel de l’imprimante.

b. L’impression elle-même

Afin de pouvoir être imprimé, l’objet est virtuellement découpé en tranches. L’épaisseur de

ces tranches définira l’épaisseur des couches de matériau déposées successivement pour

l’impression de l’objet. Le choix de la technique d’impression se fera selon le matériau de

fabrication voulu, la précision du produit fini, la taille de l’objet à imprimer et le coût

d’impression.

c. Les finitions

Certaines étapes de post-production peuvent être nécessaires pour obtenir le produit final. Il

peut par exemple s’agir d’éliminer le support de fabrication nécessaire pour l’impression

d’une forme géométrique complexe ou encore de solidifier la pièce obtenue par un

traitement aux ultra-violets (UV) lorsque celle-ci est en résine.

1.2 Principaux procédés de fabrication

Devant la multiplication des techniques d’impression 3D disponibles, une classification de ces

techniques et une définition de chaque groupe de procédés s’est avérée nécessaire. C’est

l’objet de la norme ASTM F2792-12a qui définit sept catégories de procédés 9,10.

Page 18: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

17

1.2.1 Jet de liants

Figure 1 : Impression par jet de liant10

Cette technique utilise deux matériaux différents : un bain de poudre constitué du matériau

principal de fabrication, et un liant. Une fine couche de poudre est déposée et liée de façon

sélective grâce au jet du liant à l’aide d’une tête d’impression (Figure 1).

1.2.2 Dépôt d’énergie dirigée

Figure 2 : Impression par dépôt d'énergie dirigée 10

Ce procédé est à rapprocher de la soudure industrielle. On dépose de la matière première à

l’état solide et on utilise un faisceau d’énergie (laser, électron) pour la faire fondre au fur et à

mesure qu’elle est déposée (Figure 2).

1.2.3 Extrusion de matériel

Figure 3 : Impression par extrusion de matériel10

Ce procédé consiste à déposer sélectivement de la matière couche après couche via un

Page 19: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

18

embout. Le matériau est chauffé afin de le rendre liquide ou semi-liquide puis il se solidifiera

une fois déposée par simple refroidissement (Figure 3).

1.2.4 Jet de matériel

Figure 4 : Impression par jet de matériel 10

Le principe de cette technique est le même que pour les imprimantes à jet d’encre. Le

matériau de fabrication, essentiellement une résine photosensible, est projeté de façon

sélective sur un support et solidifié par un rayonnement UV (Figure 4).

1.2.5 Fusion de bain de poudre

Figure 5 : Impression par fusion de bain de poudre 10

Cette technique utilise un bain de poudre, qui va être fondu de manière sélective en utilisant

un faisceau d’énergie (laser, électron). Ce procédé est notamment très utilisé pour fabriquer

des pièces en métal (Figure 5).

Page 20: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

19

1.2.6 Stratification

Figure 6 : Impression par stratification 10

Ce processus consiste à superposer des feuilles et à les joindre ensemble (par ultrason dans

le cas du métal ou pas liant dans le cas de carton ou plastique) (Figure 6). Dès qu’une feuille

est liée, elle est découpée afin de représenter la forme 3D. On finit par former un objet en 3D

en superposant ces feuilles les unes sur les autres. Cette technique est à ce jour peu

répandue, et aucune application n’est retrouvée dans le domaine de la santé.

1.2.7 Photopolymérisation en cuve

Figure 7 : Impression par photopolymérisation (Stéréolithographie)10

Ce procédé regroupe la Stéréolithographie (SLA), le Digital Light Processing (DLP) et le

Continuous Liquid Interface Production (CLIP). Le principe est d’utiliser une résine contenue

dans un bassin/bain et une source de lumière pour solidifier ladite résine (Figure 7).

Comme nous pouvons le constater, le choix de la technique et du matériau à employer sont

souvent intimement liés. Certains matériaux peuvent être utilisés pour différentes techniques

tandis que d’autres sont spécifique d’une catégorie de procédé. Nous allons maintenant faire

une présentation non exhaustive des différents matériaux actuellement utilisés en impression

3D.

Page 21: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

20

1.3 Les matériaux utilisés

Pour obtenir un produit fini répondant aux exigences définies initialement par l’utilisateur, le

choix du matériau est crucial. Ce choix se fait selon les caractéristiques techniques attendues

et l’utilisation prévue de l’objet. Elle conditionne le choix de la technique d’impression

comme nous l’avons évoqué.

Prenons l’exemple d’un modèle anatomique destiné à l’information d’un patient sur sa

maladie et qui a pour objectif de faciliter la compréhension par le patient de sa prise en

charge grâce à une meilleure visualisation. Ce type de modèle n’a pas besoin d’être

extrêmement précis, ni d’être fabriqué dans un matériau autoclavable car le produit fini ne

sera pas stérilisé. L’utilisateur se tournera alors préférentiellement vers un matériau plastique

peu onéreux. En revanche, si l’objet fini est un implant destiné à la chirurgie maxillofaciale,

celui-ci sera imprimé en titane biocompatible, avec une technique d’impression suffisamment

précise pour permettre l’ostéosynthèse de la mâchoire du patient.

En parallèle du développement de nouvelles techniques d’impression, la recherche s’est

portée sur la mise au point de matériaux compatibles avec l’impression 3D. A ce jour, le

champ des possibilités est très vaste. Seuls les principaux matériaux utilisés sont présentés ci-

après 6,11.

1.3.1 Les plastiques

Deux principaux thermoplastiques sont utilisés en impression 3D : l’acide polylactique (PLA)

et l’acrylonitrile butadiene styrene (ABS). Ces matériaux deviennent mous et malléables

lorsqu’ils sont chauffés et reviennent à un état solide lorsqu’ils sont refroidis. Ils sont donc

particulièrement adaptés à l’impression par extrusion de matériau. Le PLA est largement

répandu, peu coûteux mais sensible à la chaleur et à l’humidité. Il ne pourra donc pas être

choisi si l’on souhaite imprimer un guide chirurgical stérile. L’ABS, quant à lui, est compatible

avec de nombreuses techniques d’impression et sa résistance à la température en fait un

matériau de choix pour de nombreuses applications. Il nécessite tout de même une certaine

technicité de la part de l’opérateur car des phénomènes de détachement des bords ou de

malformation de la pièce peuvent se produire.

Le polyamide est également largement utilisé en impression 3D, notamment pour la

technique au frittage laser ou Selective Laser Sintering (SLS). Bien que plus onéreux, ce

Page 22: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

21

matériau permet d’obtenir des objets solides, autoclavables, ce qui en fait un matériau de

choix pour la production de guides chirurgicaux.

Ces dernières années, la recherche sur les matériaux a permis de développer des filaments

haute performance utilisables en impression 3D. L’un d’entre eux, le polyetherethercétone

(PEEK), est utilisé pour sa résistance mécanique, sa solidité et sa légèreté dans la production

d’implants.

D’autres plastiques peuvent être utilisés, notamment l’alcool polyvinylique (PVA), pour la

fabrication des supports des objets pendant l’impression. Ce matériau a l’avantage d’être

soluble dans l’eau, il pourra alors être facilement éliminé en post-production.

1.3.2 Les cires

Les cires sont des polymères pouvant être fondus. Elles sont majoritairement utilisées pour la

création de moules, notamment en dentisterie, car la pièce obtenue est parfaitement lisse.

Son principal inconvénient est sa fragilité, ce qui limite ses indications.

1.3.3 Les poudres métalliques

Après les plastiques, les métaux sont les matériaux les plus employés en impression 3D. De

nombreux métaux peuvent être utilisés : le titane, l’acier inoxydable (inox), l’aluminium, le

cobalt, le fer et les métaux précieux tels l’or et le platine. Les poudres métalliques sont

généralement fusionnées avec un laser selon la technique dite « direct metal laser sintering »

(DMLS), très répandue pour la fabrication de dispositifs médicaux comme les implants.

Le titane est un matériau largement utilisé pour la fabrication de dispositifs médicaux en

chirurgie maxillofaciale par les méthodes traditionnelles de production. Ces techniques

traditionnelles ont l’inconvénient d’être coûteuses et moins fiables, paradoxalement, que la

fabrication additive. En effet, lorsque l’on soude une pièce en titane, par exemple, des

impuretés ont tendance à venir s’y déposer, fragilisant ainsi la structure de la pièce. La

fabrication additive est donc de plus en plus employée lorsqu’il s’agit de travailler ce

matériau, avec l’utilisation d’alliages de titane tels que le Ti6Al4V plus solides que le matériau

original pur. Cet alliage biocompatible est particulièrement recommandé pour fabriquer des

implants sur mesure, sa porosité naturelle permettant aux cellules de le coloniser rapidement.

Page 23: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

22

1.3.4 Les céramiques

Les céramiques peuvent être utilisées pour plusieurs techniques d’impression, comme le

Fused Deposition Modelling (FDM), le frittage laser ou encore la stéréolithographie. Une fois

imprimé, l’objet doit subir une étape de post-traitement par émaillage séché à plus de

1000°C pour durcir l’objet. Dans le domaine de la santé, ce matériau est, par exemple, utilisé

pour la fabrication d’implants crâniens pour sa biocompatibilité, ses propriétés

ostéoconductrices et sa résorbabilité à moyen terme.

L’impression 3D s’est imposée comme procédé de production à part entière dans de

nombreux secteurs industriels : aéronautique, spatial, médical, etc. Il est alors devenu

indispensable de normaliser cette technologie, afin d’harmoniser les pratiques tout en

garantissant sa fiabilité et la sécurité des utilisateurs.

1.4 Les normes encadrant l’impression 3D

Les principaux organismes de normalisation travaillant sur l’impression 3D sont l’American

Society of the International Association for Testing and Materials (ASTM), l’Organisation

internationale de normalisation (ISO) et le Comité européen de normalisation (CEN). Ces

principaux organismes de normalisation travaillent en coordination pour atteindre l’objectif

commun d’adopter un ensemble de normes pouvant être utilisées à l’échelle mondiale 12.

Cette coordination a notamment abouti à la publication de deux normes en 2013 :

ISO/ASTM 52915:2013 portant sur le format de fichier pour la fabrication additive 13

ISO/ASTM 52921:2013 portant sur la terminologie normalisée 14

Au niveau européen, le projet « Action de soutien de la standardisation dans la fabrication

additive » (SASAM) réunit 122 acteurs industriels qui ont défini la nécessité et le type de

normes à élaborer selon différentes catégories comme la conception, les besoins industriels,

la qualité des pièces fabriquées, la sécurité et l’éducation.

Parallèlement, de nombreux organismes nationaux couvrent le secteur de la fabrication

additive, comme l’Association française de normalisation (AFNOR) en France qui a publié sa

première norme en 2011. A ce jour, l’AFNOR a publié trois normes relatives à l’impression 3D

qui visent à faciliter les échanges entres intervenants du secteur avec une proposition de

définition de termes communs (NF E 67-001), ses indications sur les informations à fournir

Page 24: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

23

par le producteur de poudres (XP E 67-010) ou encore des conditions de réception de pièces

réalisées par fabrication additive (XP E 67-030).

La normalisation de cette technologie n’en est qu’à ses balbutiements et de nombreuses

normes devraient voir le jour ces prochaines années. Il est important de noter qu’aucune

norme n’est pour le moment spécifique au domaine de la santé. L’impression 3D n’est vue

que comme un outil de production complémentaire des techniques traditionnelles, le

fabricant doit alors se référer au cadre réglementaire régissant la mise sur le marché du

produit de santé correspondant 15.

1.5 Les modalités d’accès à l’impression 3D

1.5.1 Les modèles économiques de l’impression 3D

Pour un industriel, quel que soit son secteur d’activité, l’intégration de l’impression 3D dans

sa stratégie de développement nécessite une réflexion approfondie sur le modèle

économique à privilégier12. En effet, l’acquisition d’imprimantes 3D et de logiciel spécifiques,

les besoins humains pour avoir à disposition les compétences requises ou encore la mise en

place d’un système de gestion de la qualité, représentent un coût non négligeable pour

l’industriel qui souhaite y recourir. Ainsi, trois modèles économiques se sont développés pour

implanter cette technologie dans une entreprise (Figure 8)12. Le choix de l’un ou l’autre des

modèles par l’industriel dépend de l’usage qui sera fait de cette technologie (prototypage,

production en série…) et de son niveau de compétences en regard de cette technologie.

Figure 8 : Principaux modèles économiques de l'impression 3D (source : Rapport final « Futur

de la fabrication additive » par le Pole Interministériel de Prospective et d’Anticipation des

Page 25: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

24

Mutations économiques (Pipame))12

1.5.1.1 L’internalisation de la production

On se réfère ici à l’intégration de l’impression 3D pour la recherche et le développement mais

aussi pour la fabrication en grande série d’un produit dans le but de le commercialiser. Cette

stratégie est longue et potentiellement coûteuse car elle nécessite une phase de tests lors de

l’intégration notamment pour le choix de la technique et des matériaux et le recours à des

compétences qui ne sont pas toujours présentes en interne.

1.5.1.2 La sous-traitance

Dans ce cas, l’industriel se rapproche de prestataires publics ou privés pour le développement

de son produit fini. Cela permet à l’industriel de bénéficier des dernières innovations dans le

domaine de l’impression 3D, de disposer des compétences techniques pour la conception et

la réalisation de son produit par impression 3D, tout en évitant un investissement financier

conséquent.

1.5.1.3 Plateforme en ligne d’impression 3D

Ce modèle est largement minoritaire. Il consiste à sous-traiter uniquement l’impression du

produit fini, le prototype étant modélisé par l’utilisateur lui-même et envoyé à un prestataire

via une plateforme en ligne.

1.5.2 Les modèles économiques de l’impression 3D dans le secteur médical

1.5.2.1 Recours à l’impression 3D pour une entreprise fabricant des dispositifs

médicaux

Dans le secteur médical, les modalités d’accès à l’impression 3D ne diffèrent pas

significativement des autres secteurs industriels. Le recours à l’impression 3D a permis à des

acteurs leaders sur le marché des dispositifs médicaux, tels que Zimmer ou Smith&Nephew,

d’élargir leur offre commerciale en proposant des guides chirurgicaux pour la pose de

prothèses de hanche ou de genou sur mesure 16.

Parallèlement, l’impression 3D a fait émerger de nouveaux acteurs sur le marché du dispositif

médical. La sous-traitance auprès de prestataires est très largement représentée, que ce soit

auprès de partenaires privés ou bien de laboratoires de recherche académique. Ainsi, de

nombreuses start-ups ont vu le jour ces dernières années, spécialisées dans la production

d’un type de dispositif médical selon une technique bien spécifique, et apportent une

Page 26: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

25

solution clé en main à l’industriel 17,18. On a également pu constater l’introduction sur ce

marché de grands groupes industriels, tels que Materialise®, initialement présents sur

d’autres secteurs comme l’aéronautique ou l’automobile, qui ont mis à profit leur expertise

sur l’impression 3D pour s’implanter sur le marché des dispositifs médicaux.

1.5.2.2 Recours à l’impression 3D pour les établissements de santé

Dans cette situation également, deux choix s’offrent à un utilisateur hospitalier qui souhaite

recourir à l’impression 3D : la sous-traitance ou l’internalisation de sa production.

A ce jour, l’internalisation de la production reste minoritaire dans les établissements de santé

pour différentes raisons. Tout d’abord, l’achat des équipements et logiciels, ainsi que la mise

en place d’une unité de fabrication dédiée respectant les bonnes pratiques de fabrication,

nécessitent un investissement financier lourd pour un établissement de santé évoluant dans

un environnement budgétaire contraint 3. Seuls les établissements prenant en charge un

nombre suffisant de patients éligibles à l’impression 3D pourrait éventuellement y trouver un

intérêt économique. Ensuite, les compétences requises pour l’impression 3D ne sont pas

toujours présentes au sein d’un hôpital : compétences en conception assistée par ordinateur,

en biomécanique, en gestion de la qualité ou encore sur la réglementation du dispositif

médical. C’est pourquoi la production par impression 3D au sein d’un établissement de santé

reste pour le moment limitée à la conception de dispositifs relativement simples tels que des

modèles anatomiques et des guides chirurgicaux 19. La production internalisée a connu un

essor important pendant l’épidémie liée au SARS-CoV-2 de 2020 où des équipements de

protection tels que des visière ont pu être imprimés en 3D pour approvisionner rapidement

les établissements de santé 20.

Dans la majorité des cas, et de façon exclusive pour les implants, l’approvisionnement en

dispositif médical produit par impression 3D se fait auprès de prestataires externes. Cela

permet de déléguer toute la chaîne de production, de la conception assistée par ordinateur à

la fourniture du dispositif médical.

Nous avons traité de points généraux relatifs à la règlementation et aux techniques

d’impression 3D dans le secteur industriel. Abordons à présent sa place actuelle dans le

secteur de la santé.

Page 27: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

26

2 Impression 3D : applications actuelles en santé

Différents secteurs de la santé ont été impactés par cette nouvelle méthode de production. A

ce jour, plusieurs types de produits de santé sont produits par impression 3D : dispositifs

médicaux, médicaments, et même tissus et organes. Les deux dernières catégories, ne faisant

pas partie du périmètre de notre recherche, elles seront présentées succinctement dans les

paragraphes suivants.

2.1 La fabrication de médicaments

En 2015, le premier médicament imprimé en 3D, le Spritam® (levetiracetam), a été approuvé

par la Food and Drug Administration (FDA). En pratique, le principe actif est dispensé en

pharmacie sous forme d’une poudre, l’impression est ensuite réalisée par le patient lui-même

à son domicile 21.

Les techniques d’impression appliquées à la production de médicaments sont nombreuses.

On peut citer comme exemple l’impression par jet de matière ou encore par extrusion de

matière. Différents matériaux peuvent être utilisés (alcool polyvinylique, acide polylactique,

polycaprolactone) en fonction de la biodisponibilité souhaitée 22. C’est en effet un des

intérêts majeurs de l’impression 3D : en modulant les caractéristiques de la structure

tridimensionnelle intégrant le principe actif, le profil de libération de ce principe actif sera

modifié. Cela permet d’obtenir des formes à libération très rapide ou au contraire très

prolongées dans le temps. Ce profil pharmacocinétique peut alors être adapté à chaque

patient.

Un second intérêt majeur de l’impression 3D pour la production de médicament est la

possibilité de fabriquer des formes pharmaceutiques avec un dosage en principe actif adapté

à chaque patient. Cela sera particulièrement intéressant pour les médicaments nécessitant

une adaptation précise des posologies pour chaque patient, tels que les

immunosuppresseurs. Un autre avantage de ce mode de production est l’adaptation rapide

des posologies selon la réponse clinique. Le dosage en principe actif du médicament peut

être modulé à chaque changement de posologie préconisée par le médecin par simple

adaptation des informations transmises à l’imprimante 21.

Enfin, l’impression 3D a également un intérêt en phase pré-clinique du développement d’un

Page 28: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

27

médicament. Différents dosages d’un principe actif peuvent être formulés rapidement et

testés pour en évaluer la toxicité 23.

2.2 La bio-impression

Selon Guillemot et al. la bio-impression est définie comme « l’utilisation de technologies

d’impression assistées par ordinateur permettant l’arrangement et l’assemblage de structures

vivantes ou non, avec une organisation en deux ou trois dimensions, afin de produire des

structures composites qui pourront être utilisées pour des applications en médecine

régénératrice, pour des études pharmacocinétiques ou bien pour des travaux fondamentaux

de biologie cellulaire » 24.

La bio-impression est donc l’impression de tissus biologiques vivants, comprenant des

cellules, des facteurs de croissance, des composants de la matrice extracellulaire, associés à

des biomatériaux.

La première technique d’impression à être développée pour cette application est l’impression

par jet de matière, car elle est particulièrement adaptée aux besoins : une goutte de cellules

en suspension est déposée sur une structure préalablement imprimée en biomatériaux 25.

Depuis, d’autres techniques ont été développées telles que l’impression par extrusion de

matière ou l’impression assistée au laser (laser assisted bioprinting) afin d’améliorer le

pourcentage de survie des cellules ensemencées et de construire des structures en 3D plus

complexes avec des matériaux variés 26,27.

Les deux grandes applications de la bio-impression sont la création de modèles cellulaires et

tissulaires, et la fabrication de produits d’ingénierie tissulaire pour la médecine régénératrice et

réparatrice 28

.

Dans le premier cas, il s’agit de « bio-imprimer » des organoïdes complexes afin de tester l’effet

pharmacologique ou toxicologique d’une nouvelle molécule. Ces organoïdes seraient plus

représentatifs du comportement réel d’un organe in vivo que les modèles in vitro habituellement

utilisés. Un modèle de foie a notamment déjà été commercialisé par Organovo dans cette

indication 29

.

La seconde application est celle pour laquelle les attentes sont les plus grandes : la conception de

tissus et d’organes. Bien que la conception d’organes complexes comme le rein reste une réalité

lointaine, différents tissus de complexité variables ont déjà pu être imprimés comme la peau, un

Page 29: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

28

muscle strié squelettique innervé ou encore une portion de mandibule 28

.

2.3 La production de dispositifs médicaux

La fabrication de dispositifs médicaux par impression 3D est le secteur où cette technologie

semble actuellement le plus avancé. En chirurgie dentaire, cette technologie est utilisée

depuis plus de vingt ans pour la production de moules et d’implants dentaires. De nombreux

cabinets dentaires se sont équipés d’imprimantes 3D et les utilisent dans leur pratique

courante 30.

Avec l’arrivée sur le marché d’imprimantes 3D à bas coûts, le grand public a également pu

s’équiper et de nombreuses applications concernant des dispositifs médicaux ont été

relayées dans la presse. On peut citer comme exemple la fabrication de dispositifs

d’immobilisation des membres ou encore l’impression d’une main articulée 31(Figure 9).

Figure 9 : Main articulée produite par impression 3D 32

Le secteur hospitalier a également été impacté par cette innovation, et plus particulièrement

la chirurgie, où de nombreuses applications ont vu le jour. On peut distinguer trois types de

dispositifs conçus par impression 3D en chirurgie 33,34 :

Les modèles anatomiques : ils peuvent être utilisés en préopératoire pour la

préparation de l’intervention, pour l’information du patient ou encore pour la

conformation des implants crâniens. Ils sont également un outil utile pendant

l’intervention pour aider le chirurgien à garder ses repères anatomiques au cours

d’une intervention complexe.

Les guides chirurgicaux : ces guides sont utilisés quasiment exclusivement en

chirurgie osseuse pour guider le chirurgien lors des ostéotomies ou pour obtenir un

bon alignement des vis lors d’une ostéosynthèse.

Les implants personnalisés pour un patient : ce sont principalement des implants

Page 30: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

29

pour la chirurgie maxillofaciale, mais la littérature rapporte également la production

de vertèbres, de prothèse de hanche ou encore d’une prothèse trachéo-bronchique

35,36.

Schématiquement, trois grandes étapes sont nécessaires pour la fabrication de ces dispositifs

médicaux. Dans un premier temps, un scanner ou une IRM du patient est réalisé pour

modéliser l’anatomie du patient. Dans un second temps, ces images subissent différents

traitements pour reconstruire en 3D l’anatomie et isoler la zone anatomique d’intérêt. A partir

de cette image virtuelle, des guides chirurgicaux et des implants adaptés à l’anatomie du

patient peuvent être modélisés à l’aide d’un logiciel de conception assistée par ordinateur.

Dans un dernier temps, ces objets virtuels sont virtuellement découpés en tranche à l’aide du

logiciel de l’imprimante afin de pouvoir être imprimés en 3D 8.

La suite de notre travail portera exclusivement sur l’impression 3D de dispositifs médicaux

utilisés en chirurgie dans un contexte hospitalier. Nous avons exclu du champ des recherches

la bio-impression, dont les applications cliniques restent anecdotiques à ce jour, et les

dispositifs médicaux utilisés en dentisterie qui sont certes à un stade de développement et

d’application beaucoup plus avancé, mais sont trop spécialisés.

3 Impression 3D de dispositifs médicaux : contexte réglementaire

3.1 Dispositif médical : définition, mise sur le marché et remboursement dans les

établissements de santé

3.1.1 Définition d’un dispositif médical

Les dispositifs médicaux représentent un ensemble de produits de santé très hétérogène,

regroupant des dispositifs de soins simples (seringues, aiguilles…), des dispositifs médicaux

implantables (prothèse de hanche, stimulateur cardiaque…), ou encore des dispositifs

d’imagerie (scanner, IRM…). Il est donc difficile d’en donner une définition concise.

Selon l’article L. 5211-1du Code de la Santé Publique, transposition en droit français de

l’article 1er point 2a de la directive 93/42/CE 37 modifiée par la directive 2007/47/CE 38 depuis

Mars 2010, un dispositif médical est défini comme « tout instrument, appareil, équipement,

matière, produit, à l'exception des produits d'origine humaine, ou autre article utilisé seul ou

en association, y compris les accessoires et logiciels intervenant dans son fonctionnement,

Page 31: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

30

destiné par le fabricant à être utilisé chez l'homme à des fins médicales et dont l'action

principale voulue n'est pas obtenue par des moyens pharmacologiques ou immunologiques

ni par métabolisme, mais dont la fonction peut être assistée par de tels moyens. Constitue

également un dispositif médical le logiciel destiné par le fabricant à être utilisé

spécifiquement à des fins diagnostiques ou thérapeutiques ». On constate que le dispositif

médical est principalement défini par opposition au médicament, dont l’effet principal est

obtenu par des moyens pharmacologiques.

L’adoption du règlement européen relatif aux dispositifs médicaux UE 2017/745, dont

l’application a été reportée en mai 2021, entraine une modification de cette définition 39.

Selon l’article 2 du premier chapitre de ce règlement un dispositif médical est défini comme

suit : « tout instrument, appareil, équipement, logiciel, implant, réactif, matière ou autre

article, destiné par le fabricant à être utilisé, seul ou en association, chez l’homme pour l’une

ou plusieurs des fins médicales précises suivantes :

– diagnostic, prévention, contrôle, prédiction, pronostic, traitement ou atténuation d’une ma-

ladie,

– diagnostic, contrôle, traitement, atténuation d’une blessure ou d’un handicap ou compen-

sation de ceux-ci,

– investigation, remplacement ou modification d’une structure ou fonction anatomique ou

d’un processus ou état physiologique ou pathologique,

– communication d’informations au moyen d’un examen in vitro d’échantillons provenant du

corps humain, y compris les dons d’organes, de sang et de tissus,

et dont l’action principale voulue dans ou sur le corps humain n’est pas obtenue par des

moyens pharmacologiques ou immunologiques ni par métabolisme, mais dont la fonction

peut être assistée par de tels moyens.

Les produits ci-après sont également réputés être des dispositifs médicaux :

– les dispositifs destinés à la maîtrise de la conception ou à l'assistance à celle-ci,

– les produits spécifiquement destinés au nettoyage, à la désinfection ou à la stérilisation des

dispositifs visés à l'article 1er, paragraphe 4, et de ceux visés au premier alinéa du présent

point. »

Page 32: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

31

Le champ d’application de cette nouvelle définition est ainsi étendu, incluant des produits

sans finalité médicale. A titre d’exemple dans le contexte de l’impression 3D, les modèles

anatomiques qui n’étaient pas considérés comme des dispositifs médicaux selon la directive

93/42/CE, rentrent dorénavant dans cette catégorie de produits.

3.1.2 La mise sur le marché : le marquage CE

3.1.2.1 Généralités

L’obtention du marquage CE est la seule exigence réglementaire pour la mise sur le marché

d’un dispositif médical. Pour pouvoir être mis sur le marché et librement circuler au sein de

l’Union européenne, tout DM, à l’exception des DM sur mesure ou destinés à des

investigations cliniques, doit disposer d’un marquage CE en cours de validité. Celui-ci engage

la responsabilité du fabricant et atteste que le DM est conforme aux exigences essentielles

des directives européennes 37.

Il existe plusieurs procédures pour l’obtention de ce marquage CE, qui diffèrent selon la

classe du DM. En effet, étant donné la grande hétérogénéité de ces produits de santé, il était

nécessaire d’établir une classification selon le niveau de risque. Ainsi, les DM sont répartis en

quatre classes (I, IIa, IIb, III) selon les 18 règles applicables définies par l'annexe IX de la

directive 93/42/CEE. Ces règles reposent sur la durée d’utilisation, le caractère invasif ou non

du dispositif, le type d’invasivité, la possibilité ou non de réutilisation, la visée thérapeutique

ou diagnostique et la partie du corps en contact avec le dispositif.

Le nouveau règlement européen a modifié les règles de classification, entrainant un

changement de classe de nombreux dispositifs vers une classe de risque supérieure. Ces

règles sont définies dans l’annexe VIII chapitre III. Comme pour la directive 93/42/CEE, toutes

les règles sont à prendre en compte et si un doute subsiste pour classer le dispositif, la classe

la plus élevée l’emporte.

3.1.2.2 Le rôle du fabricant

L’obtention du marquage CE est sous l’entière responsabilité du fabricant. Après avoir

déterminé la classe du dispositif médical, le fabricant, ou son mandataire, choisit la procédure

adéquate pour l’obtention de marquage CE. Les dispositifs médicaux non stériles ou n’ayant

pas de fonction de mesure sont auto-certifiés par le fabricant tandis que les dispositifs de

classe IIa, IIb et III doivent être évalués par un organisme notifié librement choisi par le

Page 33: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

32

fabricant.

Afin d’obtenir ce marquage CE, le fabricant doit garantir la performance et la sécurité du

dispositif. Il doit donc mettre en œuvre un plan de gestion de risques, une évaluation pré-

clinique et une évaluation clinique du dispositif. Cette évaluation clinique, rendue obligatoire

par la directive 2007/47/CE, repose sur des données cliniques, des investigations cliniques et

un suivi après mise sur le marché. Cependant, en démontrant la stricte équivalence du

dispositif avec d’autres dispositifs déjà présents sur le marché, le fabricant peut s’affranchir

des investigations cliniques et peut ainsi démontrer la qualité technique du produit

uniquement sur des données issues de la littérature. Cette évaluation clinique n’est donc pas

une validation de l’efficacité clinique du dispositif, telle qu’elle est demandée pour l’obtention

d’une Autorisation de Mise sur le Marché (AMM) pour les médicaments.

Cette évaluation clinique va être renforcée avec la mise en application du nouveau règlement

européen, avec notamment l’obligation de mettre en place un suivi clinique après

commercialisation (SCAC). Pour les nouveaux dispositifs implantables et les DM de classe III,

le recours aux investigations cliniques pour l'évaluation devient quasi-incontournable, et

l’utilisation de la règle d’équivalence à des dispositifs déjà commercialisés va être fortement

limitée.

On notera que l’évaluation de la conformité aux exigences essentielles ne diffère pas selon la

méthode de fabrication du dispositif. Ainsi, un dispositif médical produit en série par

impression 3D suivrait la même procédure d’évaluation que tout autre dispositif. Cette

évaluation permet d’affirmer que le dispositif imprimé présente au moment de sa conception

les mêmes garanties de sécurité que tout autre dispositif. Néanmoins, on peut supposer que

la méthode de fabrication impacte le vieillissement du dispositif, dont les propriétés

mécaniques évolueraient de façon différente par rapport à un dispositif produit de façon

traditionnelle. Une vigilance accrue de ces dispositifs sur le long terme est donc primordiale

pour prévenir les risques d’incidents pour le patient 40.

3.1.2.3 Le rôle de l’organisme notifié

Les organismes notifiés sont désignés par les états-membres européens pour évaluer la

conformité des dispositifs médicaux et délivrer le certificat de conformité CE dont la durée de

validité varie entre un et cinq ans. Ces organismes doivent être habilités par l’autorité

Page 34: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

33

sanitaire nationale compétente, deux autres autorités compétentes européennes et la

commission européenne. En 2016, 59 organismes notifiés étaient habilités en Europe mais ce

nombre risque de diminuer2 avec le renforcement des critères d’habilitation introduits par le

nouveau règlement européen. En France, il n’existe qu’un seul organisme notifié, le

Laboratoire National de métrologie et d’Essais (LNE/GMED) qui agit sous la tutelle de

l’Agence Nationale de Sécurité des Médicaments et des Produits de Santé (ANSM).

L’évaluation de la conformité d’un dispositif médical est principalement fondée sur la

documentation technique fournie par le fabricant, qui comprend notamment les informations

sur la conception permettant de prouver la satisfaction aux exigences essentielles, les

rapports des essais précliniques et l’évaluation clinique.

Les missions des organismes notifiés ont été accrues avec le nouveau règlement européen. Ils

répondent désormais à un cahier de charges renforcé en matière de compétence et sont

soumis à de nouvelles obligations de procédures telles que des audits inopinés chez les

fabricants ou des contrôles d’échantillons de produits.

3.1.2.4 Le rôle de L’ANSM

L’ANSM est l’autorité française compétente en matière de sécurité sanitaire pour les DM.

Concernant la mise sur le marché d’un dispositif médical, son rôle est indirect car il ne

consiste qu’en l’évaluation et l’habilitation de l’organisme notifié qui agit sous sa tutelle.

Son rôle se situe principalement après la mise sur le marché des dispositifs médicaux, pour

lesquels elle effectue une surveillance sanitaire post-commercialisation. Elle réalise

notamment un suivi et une évaluation des incidents déclarés par les utilisateurs ou des

enquêtes ciblées sur un dispositif médical ou une catégorie de DM pour réévaluer leur

rapport bénéfice/risque. Cette surveillance sanitaire peut aboutir à des décisions de police

sanitaire obligeant la suspension ou le retrait du marché du dispositif médical concerné.

Une part majoritaire des DM obtenus par impression 3D répond à la définition d’un DM sur

mesure. Abordons à présent les spécificités règlementaires de tels dispositifs.

2 Seuls 16 organismes étaient notifiés pour le nouveau règlement européen 2017/745 en date du 28 août 2020

Page 35: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

34

3.2 Le dispositif médical sur mesure

3.2.1 Définition

Le nouveau règlement relatif aux dispositifs médicaux 2017/745 a défini un dispositif médical

sur mesure comme suit : « tout dispositif fabriqué expressément suivant la prescription écrite

de toute personne habilitée par la législation nationale en vertu de ses qualifications

professionnelles, indiquant, sous sa responsabilité, les caractéristiques de conception

spécifiques, et destiné à n'être utilisé que pour un patient déterminé et exclusivement en

réponse aux besoins et à l'état de santé de ce patient ».

Ainsi, les dispositifs suivants ne sont pas considérés comme des dispositifs sur mesure :

les dispositifs fabriqués en série qui nécessitent une adaptation pour répondre aux

exigences particulières de tout utilisateur professionnel ;

les dispositifs qui sont produits en série par des procédés de fabrication industriels

suivant les prescriptions écrites de toute personne habilitée.

On constate qu’un dispositif médical imprimé en 3D pour un patient spécifique répond donc

entièrement à cette définition. Bien que ce cadre ne soit pas spécifique de cette technologie

et ne tienne pas compte de ses particularités techniques, on peut considérer que le nouveau

règlement européen apporte indirectement un cadre réglementaire à la production d’un

dispositif par impression 3D.

3.2.2 Mise sur le marché d’un dispositif médical sur mesure : les exigences

réglementaires

Comme vu précédemment, un dispositif médical sur mesure n’est pas soumis à une

procédure de certification par un organisme notifié et ne possède donc pas de marquage CE.

Néanmoins, selon l’article 52 du nouveau règlement européen, pour pouvoir mettre à

disposition un dispositif sur mesure, le fabricant doit appliquer la procédure visée à l’annexe

XIII pour certifier de la conformité de son dispositif. Cette annexe XIII stipule notamment que

le fabricant doit :

mettre à disposition des autorités compétentes la documentation technique précisant

les modalités de conception, de fabrication et de performances du dispositif ;

s’assurer que la fabrication du dispositif soit conforme à la documentation technique

Page 36: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

35

précédemment citée ;

établir une déclaration de conformité de son dispositif, qui doit être conservée

pendant une durée minimale de 10 ans, portée à 15 ans pour les dispositifs

implantables ;

réaliser une surveillance post-commercialisation notamment dans le cadre du SCAC.

Concernant les dispositifs médicaux implantables de classe III, l’évaluation de la conformité

doit également suivre la procédure visée à l’annexe IX, chapitre I, fondée sur la mise en place

d’un système de gestion de la qualité.

La déclaration de conformité établie par le fabricant doit être remise à l’utilisateur avec le

dispositif. Elle doit comprendre les éléments suivants :

nom et l’adresse du fabricant et de tous les lieux de fabrication ;

le nom et l’adresse du mandataire éventuel ;

les données permettant d’identifier le dispositif en question ;

une déclaration selon laquelle le dispositif est destiné à être utilisé exclusivement par

un patient ou un utilisateur particulier, identifié par son nom, par un acronyme ou par

un code numérique ;

le nom de la personne qui a établi l’ordonnance et qui est autorisée à le faire par la

législation nationale en vertu de ses qualifications professionnelles et, le cas échéant,

le nom de l’établissement de santé concerné ;

les caractéristiques spécifiques du produit, telles qu’elles sont indiquées sur

l’ordonnance ;

une déclaration selon laquelle le dispositif en question est conforme aux exigences

générales en matière de sécurité et de performances énoncées à l’annexe I et, le cas

échéant, l’indication des exigences auxquelles il n’a pas été entièrement satisfait, avec

mention des motifs ;

le cas échéant, une indication selon laquelle le dispositif contient ou incorpore une

substance médicamenteuse, y compris un dérivé du sang ou du plasma humain ou

Page 37: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

36

des tissus ou des cellules d’origine humaine, ou d’origine animale conformément au

règlement (UE) nº 722/2012.

La mise sur le marché d’un dispositif sur mesure imprimé en 3D suivra donc cette procédure

de certification, même si celle-ci ne solde pas par l’apposition d’un marquage CE.

3.3 La production de dispositifs médicaux dans les établissements de santé

L’essor de l’impression 3D dans le domaine de la santé a fait naître la possibilité d’une

impression à la demande de dispositifs médicaux. L’impression 3D est considérée comme une

technologie « plug and play », où il n’y aurait qu’à appuyer sur un bouton pour obtenir le

dispositif médical souhaité.

Ceci a amené certains établissements de santé à s’équiper en imprimantes 3D et un

encadrement réglementaire de cette pratique s’est avéré nécessaire. Le nouveau règlement

européen semble permettre de combler ce flou juridique. En effet, l’article 5 du chapitre II

précise les modalités de mise sur le marché et de mise en service des dispositifs produits au

sein d’un établissement de santé (Figure 10).

Page 38: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

37

Figure 10 : Logigramme récapitulant le processus de fabrication d'un dispositif médical au

sein d'un établissement de santé selon le règlement 2017/74541

L’établissement de santé doit donc démontrer que son dispositif est conforme aux exigences

essentielles en matière de performances et de sécurité telles qu’énoncées dans l’annexe I du

règlement.

En outre, les conditions suivantes doivent être remplies :

absence de transfert vers une autre entité juridique ;

mise en place d’un système de gestion de la qualité approprié ;

Page 39: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

38

absence d’un dispositif équivalent disponible sur le marché qui couvrirait les besoins

des patients cibles ;

établissement d’une documentation technique comprenant notamment des

informations sur l'utilisation de ces dispositifs, une justification de leur fabrication, de

leur modification et de leur utilisation ;

établissement d’une déclaration comprenant :

o le nom et l'adresse de l'établissement de santé de fabrication ;

o les détails nécessaires pour identifier les dispositifs ;

o une déclaration indiquant que les dispositifs satisfont aux exigences générales

en matière de sécurité et de performances énoncées à l'annexe I et, le cas

échéant, des informations sur celles auxquelles il n'est pas entièrement

satisfait, accompagnées d'une justification motivée ;

établissement d’une documentation technique permettant de s'assurer que les

exigences générales en matière de sécurité et de performances énoncées à l'annexe I

sont remplies ;

mise en place d’un suivi après mise sur le marché.

Cet encadrement réglementaire rend contraignante la production internalisée de dispositifs

médicaux et engage fortement la responsabilité de l’établissement de santé.

Jusqu’à très récemment, cette production de dispositifs médicaux concernait exclusivement

des dispositifs médicaux sur mesure, comme nous le verrons dans le Chapitre 3.

Cependant, la pandémie liée au coronavirus qui a touché la France au premier semestre 2020

a modifié la donne. De nombreux dispositifs médicaux et équipements de protection

individuelle essentiels pour la prise en charge des patients atteints du Covid19 et pour la

protection des soignants les prenant en charge n’ont pu être fournis en quantité suffisante

aux établissements de santé. La production de ces dispositifs par impression 3D a donc été

envisagée comme solution à ces ruptures d’approvisionnement. L’ANSM a d’ailleurs émis une

fiche d’encadrement à destination des industriels et des établissements de santé qui

souhaiteraient mettre en place une unité de fabrication par impression 3D de dispositifs

Page 40: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

39

médicaux en tensions d’approvisionnement 42.

Un parc d’imprimantes 3D a notamment été mis en place au sein de l’Assistance Publique –

Hôpitaux de Paris, en collaboration avec une start-up spécialisée dans l’impression de

dispositifs médicaux pour la chirurgie maxillofaciale essentiellement 18. Ceci a permis de

mettre en exergue les difficultés de production par impression 3D. En effet, en dehors des

dispositifs simples tels que des visières de protection, différentes tentatives de production se

sont révélées infructueuses. Certains dispositifs imprimés étaient défectueux et pouvaient

potentiellement mettre en jeu la sécurité du patient. Ceci montre donc que la phase de

conception assistée par ordinateur d’un dispositif ne doit pas être négligée et qu’elle requiert

des compétences techniques spécifiques. A l’heure actuelle, la maturité de cette technologie

ne semble pas permettre de produire en urgence tout type de dispositifs médicaux pour

répondre à des tensions d’approvisionnement.

4 Conclusion

Ce premier chapitre montre que la technologie de l’impression 3D représente un champ très

vaste de procédés et d’utilisations dans le domaine de la santé. Les attentes des utilisateurs

sont fortes que ce soit pour la production de dispositifs sur mesure ou pour pallier des

ruptures d’approvisionnement. Néanmoins, son intérêt réel dans le domaine chirurgical reste

à démontrer. Quels sont les avantages de ce mode de production ? Qui est le réel

bénéficiaire de ces avantages : le patient, le chirurgien, l’établissement de santé ? Ces

avantages suffisent-ils à contrebalancer les inconvénients liés à cette technologie ? Nous

allons tenter de répondre à ces questions dans la suite de ce travail.

Page 41: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

40

Chapitre 2 : Intérêts et limites de l’impression 3D pour la

fabrication de dispositifs médicaux en chirurgie

1 Introduction

L’utilisation de l’impression 3D s’est développée de façon exponentielle ces dix dernières années

dans le domaine de la santé, et plus particulièrement en chirurgie, grâce à la possibilité qu’elle

offre de produire des dispositifs médicaux sur mesure. Cet essor peut s’expliquer par différentes

raisons. Tout d’abord, les progrès majeurs réalisés dans le domaine de l’informatique ces trente

dernières années ont permis le développement de logiciels performants de conception assistée par

ordinateur et le transfert rapide de données informatiques volumineuses entre différents appareils.

Des progrès ont également été faits dans le domaine des techniques d’imagerie avec notamment

le développement de la tomodensitométrie en trois dimensions. Ensuite, l’insatisfaction des

chirurgiens concernant les dispositifs médicaux standards pour traiter des cas complexes a favorisé

l’intérêt des utilisateurs pour des dispositifs sur mesure. L’impression 3D peut ainsi être une

solution pour répondre aux besoins non couverts par les dispositifs disponibles sur le marché mais

également améliorer les résultats opératoires des interventions grâce à des dispositifs

spécifiquement adaptés au patient.

Avec l’arrivée sur le marché d’imprimantes 3D à faible coût, le recours à cette technologie s’est

développé dans de nombreuses spécialités chirurgicales pour la fabrication de modèles

anatomiques, de guides chirurgicaux ou même d’implants 33.

Afin d’apporter des éléments concrets en faveur ou défaveur du recours à l’impression 3D en

chirurgie, il nous a paru important d’établir un état des lieux fondé sur la littérature des principaux

avantages et inconvénients de cette technologie et de détailler leur importance relative.

2 Matériel et Méthodes

2.1 Sélection des études

Une revue systématique de la littérature a été effectuée en Février 2015 sur les bases de données

Medline et Embase en suivant les recommandations du PRISMA statement (Preferred Reporting

Items for Systematic reviews and Meta-Analyses). La recherche portait sur toutes les études

cliniques rapportant une utilisation de dispositifs médicaux fabriqués par impression 3D utilisés en

chirurgie dans un contexte hospitalier. Seules les études publiées en anglais et en français entre

Page 42: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

41

2005 et 2015 ont été considérées.

Les mots-clés de recherche sont présentés dans le tableau 1.

Tableau 1 : Mots-clés de recherche utilisés dans les bases de données

Recherche Mot-clé Mot-clé Mot-clé

1 Computer-

Aided Design* et

Prosthesis

Design* ou

Additive manu-

facturing

2 Surgery* et Rapid prototy-

ping sans

Computer-

Aided Design*

Prosthesis

Design*

Additive manu-

facturing

3 Surgery* et 3D printing

* les items en gras sont des termes MESH

Les critères d’exclusion concernaient :

Le type d’étude : revues de la littérature

Le sujet :

o Recherche fondamentale ou sans application hospitalière

o Bio-impression

o Chirurgie dentaire

o Prothèse externe de membre

Une première étape d’inclusion a été réalisée de façon indépendante par deux relecteurs (CS et

NM) sur la base des titres et des résumés pour éliminer les doublons et les études ne remplissant

pas les critères d’inclusion. A la suite, une seconde étape d’inclusion a été réalisée selon la même

méthodologie après lecture de l’article complet. Les articles non accessibles sur les bases de

données ont été demandés aux auteurs. Les articles non récupérés auprès des auteurs ont été

exclus de la revue systématique.

2.2 Analyse des données

Afin de standardiser le recueil des données, un formulaire d’extraction des données a été réalisé

sur Microsoft Excel 2010®. Une première lecture des articles a permis de lister tous les avantages et

inconvénients cités dans les études incluses. Dix-huit catégories ont alors été définies de façon à

harmoniser le recueil des données et de regrouper les avantages et les inconvénients similaires

dans une seule et même catégorie. Ces catégories pouvaient inclure à la fois des avantages et des

inconvénients (Tableau 2). Ainsi, deux chercheurs (CS et NM) ont relevé les items selon ces

Page 43: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

42

catégories et de façon indépendante puis ont confronté leurs résultats.

Tableau 2 : Définition des catégories des avantages et inconvénients de l'impression 3D en

chirurgie

Catégorie Définition

Aide intra-

opératoire

Capacité à guider le chirurgien au bloc opératoire, pendant l’intervention

chirurgicale

Approche multidis-

ciplinaire

Collaborations entre les différents acteurs du circuit (chirurgien, radiolo-

gique, ingénieur…)

Bibliothèque et pos-

sibilité de répliques

Capacité d’établir une banque de données d’objets au format STL et de les

fabriquer à la demande

Caractéristiques de

la technique

d’impression 3D

Propriétés techniques de la méthode d’impression 3D : matériaux dispo-

nibles, manipulations post-production, etc.

Compétences et

expertise du chirur-

gien

Besoin en compétences spécifiques ou en expertise pour le chirurgien pour

réaliser la procédure chirurgicale

Coûts Augmentation ou diminution des couts résultants de l’utilisation de

l’impression 3D (équipements, logiciels, matériaux…)

Enseignement et

formation Outil de formation pour les étudiants et les internes en médecine

Faisabilité Capacité à être mis en place dans la pratique clinique courante

Indications Situations pour lesquelles l’impression 3D est utile ou à l’inverse sans intérêt

Information du pa-

tient

Communication entre le chirurgien et le patient pour informer celui-ci sur sa

pathologie et sa prise en charge chirurgicale

Planification préo-

pératoire

Processus de préparation de la procédure chirurgicale : définition de la pa-

thologie, identification des étapes opératoires et simulation de la procédure

Précision Capacité des techniques d’imagerie ou d’impression 3D à reproduire

l’anatomie du patient ou à concevoir des dispositifs précis

Propriétés du dispo-

sitif obtenu

Caractéristiques techniques de l’objet imprimé (couleur, taille, propriétés

mécaniques…)

Réintervention chi-

rurgicale Capacité à planifier et réaliser une révision chirurgicale

Résultat clinique Résultat esthétique ou fonctionnel de la procédure chirurgicale

Risques et complica-

tions

Augmentation ou diminution des risques encourus pour le patient et le chi-

rurgien et des complications chirurgicales pour le patient

Temps

d’intervention chi-

rurgicale

Augmentation ou diminution du temps nécessaire pour l’intervention chirur-

gicale

Temps de planifica-

tion opératoire

Augmentation ou diminution du temps nécessaire pour la planification opé-

ratoire et l’impression du dispositif

3 Résultats

3.1 Sélection des études

Après exclusion des doublons, 1067 études ont été identifiées, dont 794 ont été exclues en raison

du contenu de leurs titres et de leurs résumés. Les 273 études restantes ont été examinées dans

leur intégralité, après quoi 115 autres ont été exclues. Ainsi, un total de 158 études a répondu aux

Page 44: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

43

critères de sélection et se prêtaient à une analyse complète 43–200(Figure 11).

Page 45: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

44

Figure 11 : Diagramme de sélection des études

Références identifiées par recherche

dans les bases de données

n = 1 153

MEDLINE n = 729

EMBASE n = 424

Article complet sélectionné et revu

n = 273

Titres et résumés exclus

n = 794 Pas d’impression 3D : 357 Re-

cherche fondamentale : 157

Pas d’application hospitalière : 82

Dentisterie : 75

Bio-impression : 73

Prothèse externe : 50

Références incluses dans la revue

n = 158

Article complet exclu

n = 115 Absence d’article complet : 50

Recherche fondamentale : 20

Revue : 14

Pas d’application hospitalière : 13

Dentisterie : 11

Pas d’impression 3D : 6

Bio-impression : 1

Iden

tifi

cati

on

Séle

ctio

n

Elig

ibilit

é

Incl

usi

on

Références sélectionnées après ex-

clusion des doublons

n = 1 067

Autres références identifiées dans des

sources annexes

n = 0

Page 46: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

45

3.2 Caractéristiques des études incluses

Les caractéristiques des 158 études incluses sont résumées en Annexe 1. Les études incluses ont

été menées dans 37 pays différents et les cinq pays les plus représentés étaient la Chine (n = 36,

22,8 %), l'Allemagne (n = 14, 8,9 %), les États-Unis (n = 11, 7,0 %), le Japon (n = 10, 6,3 %) et le

Royaume-Uni (n = 10, 6,3 %). Les études incluses se sont principalement concentrées sur les

chirurgies maxillofaciales (n = 79, 50,0 %) et orthopédiques (n = 39, 24,7 %) et la plupart étaient

des rapports de cas (n = 72, 45,6 %) et des séries de cas (n = 60, 38,0 %).

En ce qui concerne les techniques utilisées, la stéréolithographie a été rapportée dans 41 (25,9 %)

des études incluses, la SLS dans 32 (20,3 %), l'Inkjet Printing dans 28 (17,7 %), le FDM dans 22

(13,9 %), le frittage direct de métal par laser dans 2 (1,3 %) et le dépôt de fil fondu dans 2 (1,3 %).

La technique n'a pas été clairement exposée dans 42 études (26,6 %). Certaines études ont fait état

de l'utilisation de plusieurs techniques, ce qui explique que la répartition des techniques ne soit pas

égale à 100 %. Parmi ces études, deux ne mentionnent qu'une seule des techniques utilisées 119,164.

Sur les 158 études, 24 (15,2 %) n'ont fourni aucune information sur le matériau ou la technique

utilisés.

Sur les 158 études incluses, 113 (71,5 %) ont fait état d'applications de l'impression 3D pour

produire des modèles anatomiques. Quarante autres (25,3 %) ont indiqué les utiliser pour créer des

guides et des gabarits chirurgicaux, exclusivement pour les chirurgies osseuses. On notera que ces

dispositifs ont été conçus pour aider le chirurgien à obtenir un alignement ou une position

optimale des instruments chirurgicaux pendant l'opération 84,110,168 ou à prélever et à greffer

correctement des greffons osseux 113,127,128. Quinze (9,5%) études ont fait état de la production

d'implants personnalisés et 10 (6,3%) de la conception de moules qui étaient soit des prothèses

faciales 58,123,162,193, pour l'oreille ou le nez par exemple, soit des moulages utilisés pour la

production de prothèses en silicone ou en cire 55,73,120,142. Enfin, une étude de cas a également fait

état de l'impression en 3D d'une plaquette intermédiaire placée entre la dentition maxillaire et

mandibulaire pour guider le repositionnement correct du maxillaire 169. La répartition des

applications, qui n'est pas égale à 100%, s'explique par le fait que certaines études font état de

plusieurs applications.

3.3 Synthèse des données

Les tableaux 3 et 4 présentés ci-après synthétisent les avantages et les inconvénients cités dans les

études incluses. Leur répartition selon la technique utilisée et l'application rapportée est présentée

en annexe 2.

Page 47: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

46

Tableau 3 : Répartition globale des avantages cités dans les 158 études incluses

Catégorie Avantages

[n (%)] Exemples

Planification préopératoire 77 (48.7%)

Visualisation immédiate des malformations

Meilleure anticipation des difficultés anatomiques

Précision 53 (33.5%)

Formes précises des implants

Des guides et des modèles précis

Pas besoin de correction ou de manipulation du modèle

Temps - procédure chirur-

gicale 52 (32.9%)

Réduction du temps opératoire global

Augmentation de la rapidité de la procédure chirurgicale

Risques et complications 48 (30.4%)

Réduction de l'incidence des complications

postopératoires telles que perte de sang, infection...

Réduction de l'exposition radiologique des patients pendant

l'intervention chirurgicale

Guide peropératoire 38 (24.1%) Amélioration du positionnement

Résultats pour les patients 25 (15.2%)

Meilleurs résultats chirurgicaux

Gêne minimale après le traitement

Meilleurs résultats esthétiques

Coûts 24 (15.2%)

Coût moindre par patient

Coût réduit par implant/guide/modèle

Enseignement et forma-

tion 19 (12.0%) Outils d'enseignement et de formation

Faisabilité 16 (10.1%)

Aucun équipement requis (fabricant externe)

Facile à intégrer dans le flux de travail

Propriétés de l'objet obte-

nu 15 (9.5%)

Bonnes propriétés mécaniques et thermiques

Facile à utiliser

Temps - préparation 14 (8.9%) Plus rapide que les techniques conventionnelles de production

d'implants

Page 48: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

47

Catégorie

Avantages

[n (%)] Exemples

Education des patients

13 (8.2%) Amélioration du transfert d'informations aux patients

Amélioration de la communication avec les patients

Caractéristiques de la

technique d'impression

3D

10 (6.3%)

Alternative aux techniques d'imagerie 3D

Fabrication automatisée

Bibliothèque et

possibilités de

reproduction

7 (4.4%)

Création d'une bibliothèque modèle pour la reproduction

Indications 5 (3.2%) Nombreuses indications possibles

Compétences et

l'expertise du chirurgien

4 (2.5%)

Moins d'exigences pour l'expertise d'un chirurgien

Approche

multidisciplinaire

3 (1.9%) Meilleure coordination avec d'autres spécialistes

Révision ou

réintevention

2 (1.5%) Facilité d'accès pour une révision ou une réopération chi-

rurgicale

Page 49: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

48

Tableau 4 : Répartition globale des inconvénients cités dans les 158 études incluses

Catégorie

Inconvénients

[n (%)] Exemples

Précision 33 (20.9%)

Déviations possibles entre le modèle 3D de l'ordinateur et

l'objet physique (résolution de l'image)

Temps - préparation 31 (19.6%)

Temps supplémentaire de planification préopératoire

Nécessité d'anticiper la production à l'avance

Coûts

30 (19.0%) Coûts de l'équipement (logiciel CAO, machine d'impression

3D...)

Coût supplémentaire par patient

Propriétés de l'objet

obtenu 19 (12.0%)

Mauvaises propriétés mécaniques

Faible solidité

Risques et complications

11 (7.0%) Réactions d'irritation avec les monomères des matériaux rési-

duels

Augmentation de l'exposition radiologique des patients

pour l'imagerie Approche

multidisciplinaire 9 (5.7%)

Une coordination complexe

Trop de parties prenantes dans le processus

Caractéristiques de la

technique d'impression

3D

8 (5.1%) Efficacité moindre de la technique utilisée par rapport à

d'autres techniques de production

Indications 7 (4.4%) Indications limitées

Faisabilité 6 (3.8%) Matériel supplémentaire nécessaire (production interne)

Résultats pour les

patients 5 (3.2%) Manque de données pour déterminer l'état du patient

Les compétences et

l'expertise du chirurgien

5 (3.2%) Résultats dépendants de la compétence et de l’expertise du

chirurgien

Temps procédure

chirurgicale 4 (2.5%) Temps opératoire supplémentaire

Planification

préopératoire 2 (1.3%) Aucune amélioration du diagnostic

Bibliothèque et

possibilités de

reproduction

1 (0.6%)

Faible reproductibilité du matériau d'impression

Page 50: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

49

3.3.1 Les principaux avantages cités

3.3.1.1 La planification opératoire

L'avantage le plus cité de l'impression 3D dans les études incluses concernait les nouvelles

possibilités de planification de la procédure chirurgicale (n = 77, 48,7%). Plusieurs chirurgiens

ont rapporté que le modèle imprimé permettait une meilleure visualisation des particularités

anatomiques 77,95,114,141,143 et facilitait ensuite la planification préopératoire par anticipation

des difficultés potentielles et/ou des variations anatomiques 46,65,108,132,171,173,181,183,188,191. Quelle

que soit la technique d'impression 3D utilisée, de nombreuses études ont souligné cette

utilité pour la planification préopératoire dans les anatomies complexes 52,97,141,175. Les

équipes chirurgicales rapportaient que ceci permettait de sélectionner des implants et/ou des

dispositifs plus appropriés pour la procédure 60,74,76,128,129,132,152,188. Les chirurgiens pouvaient

également anticiper les difficultés qui pourraient survenir en simulant à l’avance la procédure

chirurgicale 85,164,181,182,201–203. Beaucoup ont vraiment apprécié l'aspect "pratique" (« à portée

de la main ») fourni par le modèle physique dans le cas des modèles anatomiques 80,95,167,174.

De plus, une étude a précisé que la simulation préopératoire avec un modèle physique

imprimé avec SLS était plus facile que celle permise avec les systèmes de navigation

chirurgicale d’imagerie 119.

3.3.1.2 La précision de la technique d’impression 3D

La précision des techniques d'impression 3D a été considérée comme un avantage majeur

dans de nombreuses études (n = 53, 33,5%). Une seule des études incluses a comparé la

précision de trois différentes techniques d'impression 3D : jet d'encre, SLS et une troisième

technique qui n'est pas clairement énoncée mais qui pourrait être la technique du bain de

poudre 164. Il en résulte que la technique à jet d'encre s'est avérée plus précise que les deux

autres. Dans d’autres études, quelle que soit la technique utilisée, il a été constaté que

l'impression 3D permettait de générer des formes d'implants précises qui s'adaptaient

parfaitement au site anatomique 172 ou qui copiaient exactement la forme du défaut qu'elles

corrigeaient 99,104. L'absence de correction de l'implant requise avant son implantation facilite à

son tour la procédure chirurgicale et augmente sa précision3 66,78. L'utilisation d'un modèle

anatomique précis a également permis de mieux préformer les implants et de mieux évaluer

3 En chirurgie maxillo-faciale, les implants standards sont adaptés à l’anatomie du patient pendant l’intervention,

au moment de l’implantation. Grâce à la production de modèles anatomiques du patient, cette étape peut se faire

en amont de l’intervention, directement sur le modèle anatomique, ce qui permet un gain de temps opératoire.

Page 51: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

50

les trajectoires des vis 105,175. La précision accrue des guides et des gabarits chirurgicaux

obtenus grâce aux techniques d'impression 3D a également amélioré la précision et le

positionnement des incisions 59,113. Ceci a été particulièrement mis en évidence dans la

reconstruction osseuse par ostéotomie 87,161. Toujours dans une reconstruction osseuse, un

excellent niveau de symétrie a également été rapporté 63,76,199. De nombreuses études (n = 52,

32,9%) ont souligné la réduction du temps opératoire global permise par l'utilisation de

l'impression 3D. Trente-huit études (24,1 %) ont indiqué que l'utilisation de modèles

anatomiques imprimés améliorait la planification préopératoire, contribuant ainsi à la

réduction du temps opératoire. En effet, les modèles anatomiques permettent d'une part de

préformer des implants tels que des plaques orthopédiques et d'autre part d'anticiper les

difficultés anatomiques 90,99,102,115,124. De plus, plusieurs études ont rapporté que l'utilisation

de guides et de gabarits chirurgicaux (n = 17, 10,8%) permettait une procédure chirurgicale

plus rapide. L'utilisation de guides chirurgicaux a également été considérée comme une

approche plus rapide que l'utilisation d'une technique guidée par l'image 128,129. Cependant,

sur les 52 études faisant état d'une réduction du temps opératoire, seules quelques-unes ont

réellement quantifié le temps gagné 69,96,115,191,197,200. Dans une étude comparative sur

l'utilisation des guides chirurgicaux par rapport à la chirurgie conventionnelle, le temps

moyen gagné a été estimé à 5,7 minutes par procédure sur une cohorte de 22 patients 197.

Une série de cas a rapporté un gain moyen de 25,2 minutes par procédure avec l'utilisation

d'un modèle anatomique 115, et une seconde a estimé qu'il était de 46 minutes par cas 96.

3.3.1.3 La réduction du risque et des complications post-opératoires

Quarante-huit études (30,4 %) ont souligné un niveau de risque et un nombre de

complications postopératoires diminués suite à l'utilisation de l'impression 3D. Quelle que

soit l'application, il a été constaté qu'elle contribuait à améliorer la sécurité des patients en

chirurgie en réduisant les morbidités 43,50,69,73,80,90,96,113,118,125,165,184,190. De nombreuses études

ont également fait état d'une diminution des pertes de sang et du volume des transfusions

66,68,84,192. Une réduction de l'exposition radiologique des patients a également été mise en

évidence grâce à l'utilisation d'un guide chirurgical qui a facilité la mise en place et réduit la

nécessité d'une radiographie peropératoire pour guider le chirurgien 72. La réduction du

besoin de radiographie peropératoire signifie également une exposition radiologique

moindre pour l'équipe chirurgicale 128. Dans les chirurgies osseuses, l'utilisation de modèles

Page 52: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

51

anatomiques a contribué à réduire le risque de traumatisme des tissus mous 125. La réduction

de la durée de l'intervention chirurgicale mentionnée ci-dessus a permis de réduire la durée

d'exposition des patients à l'anesthésie générale et de raccourcir la durée d'exposition des

plaies 63.

Enfin, trente-huit études (24,1 %) ont montré que les modèles anatomiques ou les guides

chirurgicaux étaient des outils utiles à la sécurisation de l'intervention chirurgicale. En ce qui

concerne les modèles anatomiques, plusieurs équipes ont rapporté qu'ils étaient placés dans

la salle d'opération comme des références peropératoires 50,72,108,134,141,143,145,165,184,190,191. Les

chirurgiens les ont trouvés particulièrement utiles car ils pouvaient contrôler le

positionnement sans quitter le champ opératoire des yeux 84. En comparaison, il semble que

les logiciels de navigation chirurgicale d’imagerie seraient plus susceptibles de distraire le

chirurgien 84,141. Plusieurs études ont souligné que l'utilisation de l'impression en 3D

permettait ainsi de réduire les erreurs et les déplacements au cours de la procédure 118,172,200.

Cela a également été signalé pour les guides chirurgicaux 62,84,89,109,140,177.

3.3.2 Les principaux inconvénients cités

3.3.2.1 La précision des dispositifs obtenus

Paradoxalement, la précision des dispositifs obtenus est l’inconvénient le plus cité dans les

études. Trente-trois (20,9%) études ont souligné que la précision des objets obtenus avec la

technique d'impression 3D n'était pas toujours satisfaisante. Plusieurs études ont indiqué que

cela était dû à la résolution initiale de l'image 3D 52,125,175,181,198. En effet, il a été constaté que

certains artefacts avaient probablement affecté les paramètres d'acquisition et la résolution

de l'image, entraînant des erreurs de volume final 167,181. Une autre étude a souligné qu'il était

plus difficile de construire un modèle 3D des tissus mous que des modèles de structures

osseuses 96. En effet, une petite variation dans le calcul de la radiodensité peut avoir des

conséquences importantes sur l'objet final. Enfin, le caractère ambivalent de la "précision" (à

la fois avantage et inconvénient) a été soulignée par certains. Par exemple, certains auteurs

ont mentionné que si la précision de l'objet 3D obtenu était suffisamment bonne pour la

procédure, il est important de considérer que certaines structures anatomiques peuvent être

trop fines pour l'acquisition d'images et la technique d'impression 141,175,181.

Page 53: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

52

3.3.2.2 Le temps de planification opératoire

Le temps nécessaire pour planifier et produire l'objet en 3D a été considéré comme une

limitation dans 31 études (19,6%). Plusieurs ont déclaré que cela retardait souvent la

procédure et rendait la technique inadaptée à une utilisation en cas d'urgence 57,74,83,99,172,200.

Même lorsqu'elle est appliquée de façon routinière, les chirurgiens sont obligés d'anticiper

bien à l'avance leur planification préopératoire et l’impression des DM 97. Les estimations

précises du temps nécessaire pour la conception du plan virtuel et l'impression d'un modèle

anatomique variaient de 10 heures à deux semaines 97,106,127,143,153. Certaines études ont

uniquement fait état du temps nécessaire à l'impression du modèle, qui variait de 3 à 7

heures 98,153. Un élément qui nécessite beaucoup de temps, même pour des opérateurs

formés, semble être la conception assistée par ordinateur (CAO) qui demande également une

implication considérable du chirurgien lors de la planification préopératoire 102,127,143,153,172.

Deux études en chirurgie orthopédique ont indiqué que le temps nécessaire pour plier une

plaque en chirurgie conventionnelle était considérablement plus court que le temps

nécessaire pour préparer un modèle 98,102.

3.3.2.3 Les coûts engendrés par l’utilisation de l’impression 3D

De nombreuses études (n = 30, 19,0 %) ont indiqué que les coûts supplémentaires des

techniques d'impression 3D par rapport aux méthodes conventionnelles constituaient un

inconvénient majeur. Les coûts de l'équipement nécessaire, comme le logiciel de CAO,

l'appareil photo ou la machine d'impression 3D, ont souvent été considérés comme un

obstacle à l'utilisation de la technique 59,65,99,102,114,123,142,152,162. Cependant, seules quelques

études ont réellement estimé le coût supplémentaire et l'ont d'ailleurs fourni de différentes

manières : coût supplémentaire par implant, coût supplémentaire par patient, etc.

57,96,123,125,130,142,168,182,185. Les coûts supplémentaires par patient varient largement de 150 à 700 €

selon le dispositif demandé 142,168,182. Certains auteurs ont souligné que ce coût était souvent à

la charge du patient car il n'était pas inclus dans la couverture médicale offerte dans leur pays

96,127.

3.3.2.4 Caractéristiques du dispositif obtenu

Enfin, de nombreuses études (n = 19, 12,0%) ont rapporté que les propriétés physiques de

l'objet obtenu étaient quelque peu décevantes. Nous avons noté que cela était souvent

signalé pour l'Inkjet Printing et surtout avec les modèles anatomiques 44,74,93,141,167,194. La

Page 54: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

53

rigidité des modèles a été signalée comme un inconvénient car, étant irréalistes, ils ne

pouvaient pas reproduire avec précision la conformité des tissus naturels 44,167,194. La

fragilité des modèles a également été soulignée 93,145. Enfin, certains objets en 3D n'ont pas

pu être stérilisés et n'ont donc pas pu être manipulés par le chirurgien pendant l'intervention

93,141.

4 Discussion

Au cours de la dernière décennie, l'impression 3D est devenue une technologie de plus en

plus présente en chirurgie. À notre connaissance, il s'agit de la première revue systématique

de la littérature à analyser en profondeur la répartition des avantages et des inconvénients de

cette technique dans ce domaine médical. Tout d'abord, nous avons constaté que les

techniques d'impression 3D étaient souvent présentées dans les études incluses comme un

outil permettant de gagner du temps pour une utilisation en salle d'opération. Cependant,

ceci était souvent contrebalancé par le temps passé à préparer le modèle, une limitation

signalée de façon fréquente. Ainsi, il est apparu que l'impression elle-même était rarement la

partie préparatoire qui prenait le plus de temps, mais plutôt l'imagerie et le traitement des

données. Un simple guide de forage, par exemple, peut prendre de nombreuses heures à

produire en utilisant la modélisation 3D. Le temps gagné est donc très subjectif et dépend de

la perspective utilisée pour l'évaluer. En termes économiques, par exemple, dix minutes

gagnées dans une salle d'opération peuvent potentiellement avoir la même valeur qu'une

heure de travail sur la conception de l'objet ou sa production 204. Cet élément a été pris en

compte dans l'une des études incluses dans notre analyse 115 et dans laquelle le coût du

temps d'opération a été estimé à 16€ par minute et le coût d'un modèle anatomique 3D

entre 200 et 250€. Dans cet hôpital, on a estimé que l'utilisation du modèle permettait de

gagner en moyenne 25,2 minutes par procédure, soit 403 euros en termes monétaires. Par

conséquent, dans ce cas, le temps gagné était susceptible de contrebalancer le coût du

modèle 3D. Ce calcul tient également compte d'autres conséquences de la réduction du

temps opératoire, notamment une durée d'anesthésie raccourcie qui devrait généralement

réduire le besoin d'analgésiques, diminuer le risque d'infection et donc réduire la nécessité

d'utiliser des antibiotiques. Il est toutefois très difficile de généraliser ces calculs

économiques à l'ensemble des hôpitaux, car de nombreux autres facteurs doivent être pris

Page 55: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

54

en compte, tels que le niveau d'urgence, le type de procédure chirurgicale, le nombre de cas

par an, le pays, etc.

Le coût de la technique est également une limitation majeure signalée dans les études

incluses. Cela n'est pas spécifique aux techniques d'impression 3D, car la question du coût est

très souvent une source de préoccupation lorsque de nouvelles technologies onéreuses sont

introduites dans la pratique médicale 205. Ce point est toutefois susceptible d'évoluer assez

rapidement au cours des prochaines années avec la baisse du coût des imprimantes 3D dont

certaines sont accessibles à moins de 500 USD. Cependant, ce coût n'est pas le seul obstacle

à la mise en œuvre étendue de la technique dans les hôpitaux. En effet, nous avons constaté

que l'impact organisationnel était un problème pour plusieurs équipes chirurgicales. Elles ont

souligné que la coopération entre de nombreuses parties prenantes était complexe et

constituait un obstacle à l'utilisation fréquente de la technique. En effet, le logiciel 3D

nécessite encore des compétences spécifiques que les chirurgiens seuls n'ont pas encore.

Compte tenu de l'énorme responsabilité des chirurgiens au stade (très critique) de la

planification préopératoire 206 pour garantir le résultat de leurs patients, certains chirurgiens

peuvent craindre de perdre le contrôle sur les décisions qui affectent leurs patients. D'autre

part, les avantages perçus de l'impression 3D pour la planification préopératoire ont été

signalés dans près de la moitié des études incluses. L'amélioration de la compréhension de

l'anatomie tridimensionnelle spécifique du patient rendue possible par l'impression 3D a

permis aux chirurgiens d'anticiper les éventuels problèmes qui pourraient survenir pendant

l'intervention chirurgicale et donc d'améliorer potentiellement le résultat global pour le

patient. Il semble important que dans ce domaine hautement spécialisé en constante

évolution, les chirurgiens se sentent capables d'accepter le soutien de techniciens externes

sans craindre de perdre leur leadership 201. Des changements dans ce domaine pourraient se

produire rapidement avec une amélioration de l'accessibilité des logiciels de modélisation 3D

207.

La grande précision de l'objet obtenu a été évaluée dans un tiers des études incluses, quelle

que soit la technique d'impression 3D utilisée. Nous avons constaté que la "précision" était

difficile à estimer objectivement dans la plupart des études, ce qui a conduit certains auteurs

à la considérer à la fois comme un avantage et un inconvénient de l'impression 3D. Étant

Page 56: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

55

donné qu'une seule étude incluse a fourni une comparaison directe des différentes

techniques d'impression 3D, il est difficile de dire de manière concluante si l'Inkjet Printing

est, comme ils l'ont constaté, plus précise que toute autre technique à des fins chirurgicales

164. La grande précision de l'Inkjet Printing a déjà été mentionnée ailleurs, ce qui en fait la

technique préférée pour la bio-impression 208,209. Cependant, nous avons également observé

que de nombreux utilisateurs ont trouvé les propriétés mécaniques/physiques des modèles

obtenus avec cette technique décevantes car elles ne permettaient pas une manipulation

facile ou une simulation correcte de la procédure. Cependant, la qualité du modèle physique

imprimé en 3D semble non seulement dépendre de la précision de la technique d'impression

3D, mais aussi et surtout de la résolution de l'image 3D, dont les erreurs influencent

probablement de manière significative la précision de l'objet 143. La résolution peut

également être affectée par le logiciel de découpage en 3D lors de l'étape de segmentation.

Une autre limite soulevée est que la plupart des techniques ne permettent pas une

reproduction précise des tissus durs, tel que le tissu osseux, et mous. Dans les chirurgies

osseuses, cela peut entraîner une perte d'informations sur les maladies des tissus mous ou sur

les tissus vitaux normaux tels que les artères ou les nerfs entourant les structures osseuses 130.

Néanmoins, ce problème peut être surmonté en utilisant des imprimantes 3D multimatériaux

ou des modèles en couleur pour simuler les différents tissus 185. Enfin, les étapes de post-

impression telles que le nettoyage, la finition et la stérilisation sont donc essentielles pour

fournir aux équipes chirurgicales des objets physiques imprimés en 3D adaptés et sans

défaut. Le processus de stérilisation choisi dépend principalement du matériau utilisé pour

construire l'objet, car par exemple l'acide polylactique ne résiste pas aux hautes

températures et ne peut pas être traité par autoclavage, ce qui pose un problème critique

pour les applications peropératoires. Selon la forme et/ou la taille de l'objet imprimé, une

finition peut être indispensable pour enlever les matériaux supplémentaires ou de soutien

autour de l'objet. Cette opération peut être réalisée manuellement ou chimiquement, selon la

technique d'impression 3D ou le matériau utilisé.

Étonnamment, sur les 158 études incluses, peu d'entre elles ont fait état de l'utilisation de

techniques d'impression 3D dans la fabrication d'implants personnalisés. À notre avis, cela

souligne que l'impression 3D en est encore à ses débuts pour cette finalité chirurgicale. En

effet, la conception et la production de dispositifs implantables est beaucoup plus difficile

Page 57: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

56

que la conception et la production de modèles anatomiques ou de guides chirurgicaux qui

ne sont utilisés qu'avant et/ou pendant la procédure chirurgicale. Cela semble

particulièrement vrai pour les hôpitaux qui décident de produire des implants personnalisés

en interne, non seulement en termes d'équipement requis mais aussi d'expertise technique

qui n'est pas nécessairement disponible au sein de leur établissement de santé. Par

conséquent, l'impression 3D semble être fréquemment sous-traitée à une société externe

pour cette application, en utilisant des techniques souvent coûteuses et complexes que les

hôpitaux ne peuvent pas financer 209. Dans le cadre de notre analyse, nous avons noté par

exemple qu'une entreprise externe fabriquait des mailles en titane sur mesure en utilisant le

frittage laser direct du métal, qui est un processus très coûteux 60,210. En outre, certaines

considérations réglementaires relatives à la conception et à la fabrication de dispositifs

implantables imprimés en 3D restent très contraignantes pour les hôpitaux 202. En effet, les

contrôles de qualité susceptibles d'être imposés par les autorités sanitaires pour garantir la

sécurité et la durabilité des produits imprimés en 3D mettront une pression supplémentaire

sur les hôpitaux qui souhaitent fabriquer en interne des implants répondant aux normes

réglementaires. La Food and Drug Administration étudie actuellement les moyens de

développer de nouvelles normes qui prendraient en compte les différences entre la

fabrication traditionnelle et la fabrication additive (impression 3D), ainsi que la question de la

fabrication interne dans les hôpitaux. Enfin, nos conclusions montrent qu'à ce jour, tous les

implants imprimés en 3D ont été utilisés uniquement dans le cadre de chirurgies osseuses. On

aurait pu s'attendre à davantage de retour d’expérience sur les applications des chirurgies des

tissus mous, car les implants personnalisés en chirurgie endovasculaire, par exemple, ont

tendance à donner de meilleurs résultats fonctionnels que les implants standards chez les

patients présentant une anatomie complexe 203. Cependant, la modélisation des contraintes

mécaniques avec des dispositifs tels que les endoprothèses vasculaires reste compliquée et

nécessite systématiquement l'expertise d'ingénieurs biomécaniques. Les limites techniques

actuelles de l'impression 3D pourraient expliquer son application rare dans les chirurgies des

tissus mous. Toutefois, cela pourrait changer avec le développement de la bio-impression qui

offrira des possibilités supplémentaires pour ces opérations.

Nous avons observé une majorité de cas rapportés et de séries de cas et un seul essai contrôlé

randomisé (ECR) parmi les études incluses, ce qui n'est pas très surprenant dans le domaine

Page 58: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

57

de la chirurgie. D'une part, ces études sont importantes pour la génération d'hypothèses et

permettent de recueillir des données importantes sur un nouveau sujet 211. D'autre part, les

cas rapportés et les séries de cas ne suffisent pas à démontrer les avantages pour les

procédures chirurgicales de l'utilisation d'une technique d'impression 3D par rapport à la

chirurgie conventionnelle seule ou à cette procédure réalisée à l'aide d'une autre technique

d'impression 3D. Bien qu'il soit important de ne pas considérer les ECR comme la seule

source de preuve valable, le niveau de preuve pourrait être amélioré grâce à des études de

cohorte ou cas-témoins bien conçues et bien menées 212.

Par ailleurs, nous pensons que les auteurs de telles études devraient développer les

informations fournies concernant la technique et/ou le matériel utilisé. Le faible niveau

d'information sur la technique d'impression 3D constaté dans de nombreux cas et séries de

cas inclus dans notre revue systématique est probablement dû au fait que la plupart des

auteurs sont des chirurgiens qui se concentrent davantage sur les résultats obtenus et la

procédure chirurgicale que sur les détails techniques de l'impression 3D. Des lignes

directrices visant à améliorer le compte rendu de l'expérience acquise en matière

d'impression 3D en chirurgie pourraient être élaborées et ainsi préciser les éléments

obligatoires à mentionner tels que la technique utilisée, le modèle d'imprimante 3D, le

matériau, la résolution, etc. Les études qui en résulteraient contribueraient à accroître les

connaissances sur les applications de la technique d'impression 3D en chirurgie et à améliorer

la qualité des études publiées.

Cette revue systématique de la littérature présente certaines limites qu'il convient de

mentionner. Premièrement, nous n'avons pas récupéré en texte intégral tous les articles que

nous avions identifiés. Bien que nous nous soyons efforcés de rassembler les articles et que

nous ayons contacté directement les auteurs correspondants si nécessaire, certains articles

sont manquants. En outre, nous n'avons pas inclus les études non publiées, ce qui a pu

introduire un biais, bien que la qualité et le niveau des informations fournies dans ces études

soient discutables. Ensuite, on ne peut pas exclure le fait que nous ayons surestimé ou sous-

estimé l'existence de certains avantages/inconvénients. En effet, la collecte de chaque

élément a été un exercice très long et laborieux. Néanmoins, les deux chercheurs ont procédé

avec rigueur pour enregistrer toutes les informations disponibles et ont utilisé exactement la

Page 59: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

58

même méthode selon un protocole d'étude préétabli. Enfin, nous avons constaté que le

nombre d'avantages rapportés sur l'impression 3D était deux fois plus élevé que celui des

inconvénients rapportés. Toutefois, cela pourrait être dû à un biais de publication, certains

auteurs ou éditeurs de revues étant réticents à publier des résultats négatifs.

5 Conclusion

Cette analyse de la littérature a permis de dresser un état des lieux de l’utilisation de

l’impression 3D en chirurgie. Nous avons ainsi pu constater que cette technologie est de plus

en plus utilisée, essentiellement en chirurgie maxillofaciale et orthopédique, même si des

applications sont retrouvées dans diverses spécialités chirurgicales. Cette étude a également

fait ressortir les premiers éléments favorisant ou limitant l’utilisation de cette technologie.

Cependant, ces éléments sont rarement quantifiés ni évalués de façon robuste. La suite de

notre travail s’attachera donc à évaluer de façon plus précise les critères cliniques et

économiques.

Page 60: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

59

Chapitre 3 : Etat des lieux de l’utilisation de

l’impression 3D en France et en Europe

1 Introduction

La revue de la littérature présentée précédemment nous a démontré que l’utilisation de

l’impression 3D en chirurgie est en pleine expansion dans plusieurs pays, notamment en

Chine, en Allemagne et aux Etats-Unis. Concernant la France, seules trois publications ont été

incluses dans cette revue, ce qui pourrait laisser supposer une faible diffusion de cette

technologie au sein des établissements de santé. Une enquête réalisée par l’ANSM en 2014

auprès des membres du comité technique de matériovigilance et de réactovigilance n’avait

permis d’identifier que deux établissements de santé disposant d’une imprimante 3D : le

Centre Hospitalier Universitaire de Dijon et les Hospices Civils de Lyon 213.

Peu d’informations sont disponibles sur l’intégration de cette technologie au sein des

hôpitaux français pour une utilisation en chirurgie. A notre connaissance, aucune étude

d’envergure nationale n’a été réalisée et se pose la question de savoir si ce phénomène est

toujours confidentiel ou si au contraire le recours à l’impression 3D est déjà fortement

répandu. Ainsi, il nous a paru essentiel d’évaluer la diffusion de cette innovation, d’établir un

profil des utilisateurs et de comprendre l’apport de cette technologie pour les chirurgiens en

France. A ce titre, une enquête a été réalisée en 2017 auprès des chirurgiens et des

pharmaciens hospitaliers d’établissements de santé français.

Pour compléter cette enquête, nous avons souhaité aussi connaître la diffusion de cette

technologie dans les autres pays européens. Bien que dans notre revue systématique de la

littérature, l’Allemagne était un des pays les plus représentés, nous ne disposons que de très

peu d’informations sur l’utilisation de cette technologie en Europe. De plus, cette revue

systématique n’incluait que les études publiées en anglais et en français. C’est pourquoi nous

avons estimé important d’aller recueillir des informations complémentaires non publiées ou

exclues de la revue, directement auprès des utilisateurs. L’objectif de cette enquête

complémentaire est d’une part de dresser un état des lieux de l’utilisation de l’impression 3D

pour des applications en chirurgie au niveau européen et d’autre part d’explorer les

Page 61: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

60

modalités d’accès à cette technologie d’un point de vue organisationnel et financier.

2 Matériel et Méthodes

2.1 Protocole de l’enquête française

2.1.1 Identification des utilisateurs

L’identification des établissements utilisateurs s’est faite par différents moyens : demandes

auprès de l’ANSM, articles dans la presse grand public, fournisseurs de dispositifs médicaux

imprimés en 3D tel que Materialise®. Ces différentes sources d’informations se sont révélées

peu fructueuses, nous avons donc principalement fondé notre enquête sur l’interrogatoire

des pharmaciens des établissements de santé rattachés aux 32 centres hospitaliers régionaux

et universitaires de France (CHU et CHR). Nous nous sommes appuyés également sur l’effet

« boule de neige » en demandant à chaque personne interrogée de nous indiquer si elle avait

connaissance d’autres établissements utilisateurs.

Pour chaque établissement interrogé, un pharmacien était tout d’abord contacté, et dans un

second temps, l’entretien avec un chirurgien était réalisé. Nous avons eu recours aux

pharmaciens hospitaliers de prime abord car ces professionnels de santé sont responsables

des dispositifs médicaux stériles mais également de la stérilisation de dispositifs médicaux.

Par conséquent, il semblait fortement probable que ces derniers soient partie prenante du

circuit des dispositifs médicaux obtenus par impression 3D dans les établissements de santé.

Les pharmaciens ont également été inclus dans l’enquête car ils disposent d’informations à la

fois sur les utilisations des DM au sein de leur établissement de façon transversale mais

également sur les modalités d’approvisionnement et les coûts de ces produits de santé. Dans

le cas où plusieurs services étaient concernés par l’impression 3D, nous avons cherché à

interroger un chirurgien dans chacun de ces services.

2.1.2 Élaboration de questionnaires

Deux questionnaires ont été élaborés : le premier à destination des chirurgiens et le second à

destination des pharmaciens hospitaliers responsables des dispositifs médicaux. Nous

souhaitions avoir des informations récentes mais suffisamment représentatives de l’activité

d’impression 3D, nous avons donc décidé de recueillir les données concernant uniquement

l’année 2016. Pour faciliter le recueil des données chiffrées, des intervalles de valeurs ont été

Page 62: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

61

proposés aux personnes interrogées, ce qui a également permis de les aider dans leurs

estimations.

Les deux questionnaires sont présentés en Annexe 3 et 4. Le questionnaire destiné aux

pharmaciens était principalement ciblé sur le nombre de cas traités avec l’utilisation de

l’impression 3D, les commandes de DM imprimés en 3D auprès de fournisseurs extérieurs et

les coûts associés. Le questionnaire destiné aux chirurgiens comprenait en plus une question

sur l’apport de cette technologie dans leur pratique professionnelle.

Enfin, pour ces deux questionnaires, des questions spécifiques étaient posées selon si

l’établissement détenait ou non une imprimante 3D.

2.1.3 Collecte des données

La collecte des données issues des questionnaires a été effectuée entre janvier et mars 2017,

essentiellement par entretien téléphonique (ces données ont été recueillies par un externe en

pharmacie formé à cette occasion). Quelques échanges par courriers électroniques ont eu

lieu ainsi qu’un envoi par courrier postal.

Les données relatives aux statuts juridiques et capacité d’accueil des établissements ont été

recueillies sur la base de données en ligne SAE Diffusion (statistique annuelle des

établissements de santé). Ces données concernaient l’année 2015. Elles ont été recueillies afin

d’établir un profil des établissements utilisateurs.

2.1.4 Traitement des données

Les données collectées ont été analysées à l’aide du logiciel Microsoft Excel 2010. Pour

chaque établissement, en l’absence de données issues du questionnaire destiné aux

pharmaciens ou quand ces derniers n’ont pas été en mesure de répondre à une question,

nous nous sommes reportés aux données issues du questionnaire destiné aux chirurgiens

lorsque cela était possible.

Les données chiffrées recueillies ont été classées par intervalles (Tableau 5). De même, les

données qualitatives ont été regroupées en catégories après le recueil pour faciliter l’analyse

des résultats (Tableau 6).

Page 63: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

62

Tableau 5 : Définition des intervalles chiffrés pour le recueil de données

Item Nombre de catégories Intervalles retenus

Nombre de cas traités 4

Nul

1≤X< 5

5≤X<15

≥15

Ne sait pas

Couts associés 7

Nuls

Moins de 15 000 €

Entre 15 000 € et 50 000 €

Plus de 50 000 €

Absence de données

Ne sait pas

Nombre de DM commandés –

Etablissements non équipés

d’imprimante 3D

4

déclinées pour chaque type de

DM commandé

X < 5

5<X<15

>15

Ne sait pas

Tableau 6 : Définition des catégories pour les données qualitatives

Item Nombre de catégories Définition

Spécialités chirurgicales 7 Orthopédie, Urologie, Maxilo-

faciale…

Apport de l’impression 3D 11

Réduction du temps opératoire,

amélioration de la plannifica-

tion…

Satisfaction du chirurgien 3

Satisfait

Pas entièrement satisfait

Ne se prononce pas

Marque ou modèle

d’imprimante 3D - Etablisse-

ment équipés d’une impri-

mante 3D

3,

Selon la technologie employée

Fused Deposition Modelling

Stereolithographie

PolyJet

Matériaux utilisés – Etablis-

sement équipés d’une impri-

mante 3D

5

Acrylonitrile butadiène styrène

(ABS)

Acide polylactique (PLA)

Résine photopolymérisable non

définie

Polycarbonate (PC) Polymétha-

crylate de méthyle

Applications - Etablissement

équipés d’une imprimante 3D 9

Modèles anatomiques, guides

chirurgicaux, modèles pédago-

giques…

2.2 Protocole de l’enquête européenne

Cette enquête européenne a été réalisée entre 2017 et 2019 auprès des chirurgiens utilisant

Page 64: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

63

l’impression 3D.

2.2.1 Identification des utilisateurs

L’identification des utilisateurs s’est faite essentiellement à partir des publications

scientifiques retrouvées dans les bases de données Medline et Embase. Nous avons complété

cette identification en recherchant les communications orales effectuées dans les congrès

européens de chirurgie, notamment ceux de l’European Federation of National Associations

of Orthopaedics and Traumatology (EFORT) et de l’European Society of Vascular Survery

(ESVS). La presse grand public a également été analysée. Comme pour l’enquête nationale,

nous nous sommes appuyés sur l’effet « boule de neige » en demandant à chaque personne

interrogée de nous indiquer si elle avait connaissance d’autres établissements utilisateurs.

Pour cette enquête, seuls les chirurgiens ont été interrogés. Nous n’avons pas inclus de

pharmacien car celui-ci n’est pas toujours impliqué dans le circuit d’approvisionnement en

dispositifs médicaux dans les établissements de santé européens (en dehors de la France).

Nous avons estimé que la taille de l’échantillon devait être suffisamment grand afin d’obtenir

des données représentatives, même s’il s’agit d’une enquête qualitative. L’objectif n’était pas

d’assurer une exhaustivité des résultats mais d’obtenir une bonne représentativité des

utilisateurs en Europe. Il a donc été décidé de fixer le nombre de réponses à 30.

Les pays inclus dans l’étude étaient ceux de l’union européenne en 2017, auxquels nous

avons ajouté la Norvège et la Suisse car ces deux pays sont proches géographiquement et

économiquement des pays de l’Union Européenne (UE). Afin d’avoir un échantillon

représentatif de tous les pays inclus et d’éviter une surreprésentation de certains pays, nous

avons défini un nombre de réponses à obtenir par pays. Ce nombre de réponses par pays a

été calculé à partir du nombre de lits d’hôpital pour 1000 habitants. Plus ce nombre de lits

est élevé, plus le nombre de réponses à obtenir devait être grand. Ce critère de calcul a été

choisi car les lits d'hôpital fournissent des informations sur les capacités de soins de santé,

c'est-à-dire sur le nombre maximum de patients pouvant être soignés par les hôpitaux. Le

total des lits d'hôpital sont tous les lits qui sont régulièrement entretenus et dotés de

personnel et immédiatement disponibles pour les soins des patients admis ; à la fois les lits

occupés et inoccupés sont couverts, dans des structures privées ou publiques.

Page 65: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

64

2.2.2 Elaboration du questionnaire

La liste des questions a été établie par deux pharmaciens hospitaliers (CS et NM) et un

interne en pharmacie hospitalière (CG). Le questionnaire est présenté en Annexe 5. Les

questions devaient permettre d’obtenir des informations dans les domaines suivants :

Profil des utilisateurs (questions 1 à 4)

Utilisations (questions 5 et 8)

Données économiques (questions 6-7)

Données organisationnel (questions 9 à 12)

Evaluation de la technique (questions 13 à 16)

Nous nous sommes inspirés du questionnaire à destination des chirurgiens utilisé au cours

de l’enquête nationale. Nous avons néanmoins choisi de modifier ce questionnaire pour

obtenir des informations organisationnelles et économiques qui nous paraissaient

importantes et manquantes dans la littérature.

Afin d’harmoniser les résultats obtenus et d’en faciliter l’analyse, nous avons opté pour des

questions à choix multiples. Ainsi, nous avons appliqué la même méthodologie que

précédemment pour faciliter le recueil de données chiffrées en proposant des intervalles de

valeurs aux personnes interrogées. La définition des catégories de réponse pour les données

qualitatives a été réalisée selon la méthodologie présentée dans le tableau 7.

Page 66: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

65

Tableau 7 : Définition des catégories de réponses pour les données qualitatives

Item Méthodologie de définition des catégories de

réponses

Type d’institution

Classification retenue par la Direction de la

Recherche, des études, de l’évaluation et des

statistiques 214

Spécialités chirurgicales Liste des Diplômes d’Etudes Spécialisées en

France 215

Usages de l’impression 3D A partir des données retrouvées dans la

littérature

Accès à l’impression 3D

A partir des résultats de l’enquête menée en

France et des données issues de la littérature

scientifique et grand public

Avantages et inconvénients A partir des résultats de la revue systématique

réalisée en 2015

Le questionnaire a été testé auprès d’un utilisateur-chirurgien australien (volontairement hors

UE) pour vérifier la bonne compréhension des questions par les utilisateurs ainsi que la durée

nécessaire pour y répondre.

2.2.3 Collecte des données

Le questionnaire a été informatisé sur Google Form et envoyé par courrier électronique de

façon individuelle à chacun des utilisateurs répertoriés. Nous avons également proposé aux

utilisateurs un entretien téléphonique pour faciliter le remplissage du questionnaire mais

aucun n’a opté pour cette option.

2.2.4 Traitement des données

Les données collectées ont été analysées à l’aide du logiciel Microsoft Excel 2010®.

Page 67: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

66

3 Résultats

3.1 Résultats de l’enquête française

3.1.1 Caractéristiques des établissements utilisateurs

Au total 78 établissements de santé ont été contactés et 47 d’entre eux avaient recours à

l’impression 3D. Sur ces 47 établissements utilisateurs, huit étaient équipés d’au moins une

imprimante 3D. L’enquête a permis de recueillir 38 « questionnaires pharmaciens » et 33

« questionnaires chirurgiens ». Sur les 8 établissements de santé équipés d’imprimantes 3D,

nous en avons identifié un qui présente 2 services équipés d’imprimantes 3D. Pour cet

établissement, les deux chirurgiens impliqués dans l’utilisation des imprimantes 3D ont

répondu au questionnaire. Au total, 9 chirurgiens ont été interrogés.

Les établissements utilisateurs appartiennent à cinq catégories d’établissements de santé

différentes, la majorité d’entre eux étant des centres hospitaliers régionaux4 (70%) (Figure 12).

Figure 12 : Catégories d'établissements de santé ayant eu recours à l'impression 3D en 2016

Il s’agissait en majorité d’établissements publics (n=38, 81%). Nous avons également recensé

sept établissements privés à but non lucratif (15%) et deux privés à but lucratif (4%).

Concernant les capacités d’accueil de ces établissements, nous avons identifié 15

établissements de moins de 500 lits et places, 20 établissements (dont 6 équipés

d’imprimantes 3D) comprenant entre 500 et 1000 lits et places et 10 établissements (dont 2

équipés d’imprimantes 3D) de plus de 1000 lits et places.

4 Pour mémoire, cette catégorie correspond aux établissements rattachés aux 32 CHU et CHR de France.

26

5 3 4 1

7

1 05

101520253035

CentreHospitalier

Régional

CentreHospitalier Autre

Etablissement desoins

pluridisciplinaire

Centre de luttecontre le cancer

Groupement decoopération

sanitaire

CATÉGORIES D'ÉTABLISSEMENTS UTILISANT L'IMPRESSION 3D

Non équipés d'une imprimante 3D Equipés d'une imprimante 3D

Page 68: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

67

3.1.2 Applications de l’impression 3D

Le recours à l’impression 3D a concerné sept spécialités chirurgicales dont les deux

majoritairement représentées sont la chirurgie orthopédique (43%) et la chirurgie

maxillofaciale (34%) (Figure 13).

Figure 13 : Répartition des applications de l'impression 3D selon les spécialités chirurgicales

Figure 14 : Répartition des établissements utilisateurs selon le nombre de cas traités par an

Sur les 39 établissements non équipés d’imprimantes 3D, quinze d’entre eux ont eu recours à

l’impression 3D pour prendre en charge plus de 15 patients (Figure 14). En revanche, dans les

établissements de santé équipés, le nombre de cas traités par an est plus faible, seulement 3

d’entre eux ont traités plus de 15 patients.

Les établissements non équipés d’une imprimante 3D font appel à des fournisseurs extérieurs

0% 10% 20% 30% 40% 50%

Chirurgie orthopédique

Chirurgie maxillofaciale

Chirurgie plastique et reconstructrice

Chirurgie ORL

Neurochirurgie

Chirurgie cardiaque

Chirurgie urologique

SPÉCIALITÉS CHIRURGICALES AYANT EU RECOURS À L'IMPRESSION 3D

1

0

12

15

2

1

0

5

3

0

N U L E N T R E 1 E T 5 E N T R E 6 E T 1 5 P L U S D E 1 5 N E S A I T P A S

NOMBRE DE CAS TRAITES PAR ETABLISSEMENT EN 2016

Non équipés d'une imprimante 3D Equipés d'une imprimante 3D

Page 69: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

68

pour s’approvisionner en modèles anatomiques, en guide chirurgicaux et en implants. En

2016, 25 ont commandé des modèles anatomiques, 27 ont commandé des guides

chirurgicaux et 21 ont commandé des implants. Les guides chirurgicaux ont été les dispositifs

médicaux les plus souvent commandés plus de 15 fois par an. Les implants ont été

commandés majoritairement moins de 5 fois par an, bien que dix établissements aient traité

plus de 15 patients à l’aide d’implants imprimés en 3D. Les modèles anatomiques ont été

commandés majoritairement entre 5 et 15 fois par an (Figure 15).

Figure 15 : Répartition des établissements de santé non équipés d'une imprimante 3D selon

le nombre de cas traités par type de dispositif imprimé

3.1.3 Apport de l’impression 3D dans la pratique des chirurgiens

Les témoignages des 33 chirurgiens ont été classés en 11 catégories concernant les apports

de l’impression 3D dans leur pratique (Tableau 8). La réduction du temps opératoire et le

gain de précision dans les gestes opératoires ont été majoritairement cités. La réduction des

coûts n’a été évoquée qu’une seule fois. Trois chirurgiens n’ont pas souhaité se prononcer.

8 12 5

10 9

6

7 6 10

M O D E L E S A N A T O M I Q U E S

G U I D E S C H I R U R G I C A U X

I M P L A N T S

NO

MB

RE

D'E

TAB

LISS

EMEN

TS

NOMBRE DE CAS TRAITÉS EN 2016 SELON LE DM IMPRIMÉ EN 3D

Moins de 5 Entre 5 et 15 Plus de 15

Page 70: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

69

Tableau 8 : Distribution globale des témoignages des chirurgiens concernant l’apport de

l’impression 3D dans leur pratique

Catégorie de l’apport n (%)

Réduction du temps opératoire 25 (76)

Gain de précision dans les gestes opératoires 19 (58)

Amélioration de la planification préopératoire

(visualisation et anticipation)

11 (33)

Simplification des gestes opératoires 11 (33)

Meilleurs résultats (esthétiques et fonctionnels) 9 (27)

Réduction du nombre d'ancillaires 5 (15)

Nouvelles possibilités chirurgicales (actes et

interventions)

4 (12)

Réduction des risques et complications (douleurs et

saignements)

4 (12)

Ne se prononce pas 3 (9)

Support pédagogique 3 (9)

Réduction des coûts 1 (3)

Sur les 24 chirurgiens dont le service n’était pas équipé d’une imprimante 3D, 19 (79%)

étaient satisfaits des dispositifs obtenus, quatre n’étaient pas entièrement satisfaits, et un n’a

pas souhaité se prononcer.

3.1.4 Evaluation des coûts associés en 2016

Figure 16 : Répartition des établissements selon le budget consacré à l'impression 3D en

2016

Parmi les établissements non équipés d’une imprimante 3D, trois établissements n’ont eu

aucunes dépenses, 13 ont dépensé moins de 15 000 €, 11 ont dépensé entre 15 000 et 50

3

13

11

8

3

1

1

8

N U L S M O I N S D E 1 5 0 0 0 €

E N T R E 1 5 0 0 0 € E T 5 0

0 0 0 €

P L U S D E 5 0 0 0 0 €

A B S E N C E D E D O N N É E S

N E S A I T P A S

COUTS ASSOCIES A L'UTILISATION DE L'IMPRESSION 3D

Non équipés d'une imprimante 3D Equipés d'une imprimante 3D

Page 71: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

70

000 € et huit ont dépensé plus de 50 000 € (Figure 16). Les coûts associés à l’utilisation

d’imprimantes 3D au sein des services qui en sont équipés ont systématiquement été

inférieurs à 15 000 € et nuls dans le cas d’un service qui n’a pas encore mis en route

l’utilisation de son imprimante. En 2016, la majorité des services équipés d’imprimantes 3D

n’ont pas eu recours à des fabricants pour commander des DM produits par impression 3D.

Seuls 3 services ont eu recours à ce type de prestataires.

3.1.5 Données complémentaires collectées pour les services équipés d’une imprimante

3D

3.1.5.1 Imprimantes et matériaux utilisés

Trois technologies (FDM, SL et PolyJet) sont représentées parmi l’ensemble des imprimantes

3D utilisées dans les services interrogés, la plus fréquemment retrouvée étant le FDM (75%)

(Figure 17).

Cinq matériaux différents sont utilisés, parmi lesquels l’ABS et le PLA sont les plus

fréquemment cités. Ils représentent respectivement 40 % et 33 % des matériaux utilisés.

Figure 17 : Répartition des imprimantes équipant les établissements de santé selon la

technologie d'impression et les matériaux associés

3.1.5.2 Applications et organisation de l’activité d’impression

Sur les 9 services équipés d’imprimantes 3D, 8 sont spécialisés en chirurgie maxillofaciale et 1

est spécialisé en chirurgie orthopédique. Le nombre d’imprimantes par service varie de 1 à 3.

75%

19%

6%

TECHNOLOGIES D'IMPRESSION DES IMPRIMANTES ÉQUIPANT LES ÉTABLISSEMENTS DE SANTÉ

Fused Deposition Modelling (FDM)

Stereolithographie (SL)

PolyJet

40%

33%

13%

7% 7%

MATERIAUX UTILISES POUR L'IMPRESSION DES DM

Acrylonitrile butadiène styrène (ABS)

Acide polylactique (PLA)

Résine photopolymérisable non définie

Polycarbonate (PC)

Polyméthacrylate de méthyle

Page 72: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

71

Un point spécifique abordé uniquement avec les chirurgiens dont le service détient une

imprimante 3D concernait leur application pratique de l’impression 3D. Dans la plupart des

cas ces imprimantes 3D servent à réaliser des modèles anatomiques, à conformer les plaques

d’ostéosynthèse ou plus largement à la planification préopératoire (Tableau 9). Trois

chirurgiens ont déclaré réaliser des guides chirurgicaux. Aucune impression 3D d’implant n’a

été recensée.

Tableau 9 : Distribution globale des témoignages des chirurgiens concernant les finalités de

l’utilisation de leurs imprimantes 3D

Finalité n (%)

Réalisation de modèles anatomiques 8 (89 %)

Conformation du matériel d'ostéosynthèse 6 (67 %)

Planification préopératoire 6 (67 %)

Réalisation de guides chirurgicaux 3 (33 %)

But pédagogique 2 (22 %)

Recherche 2 (22 %)

Réalisation d'attelles de rhinoplastie 1 (11 %)

Réalisation de prototypes 1 (11 %)

Modelage de greffons osseux 1 (11 %)

Un autre point abordé concernait les modalités pratiques de cette activité. Dans

pratiquement tous les services, c’est le chirurgien qui réalise les fichiers à imprimer et le délai

moyen d’obtention des produits ne dépasse jamais 2 jours. La qualité des produits imprimés

est majoritairement considérée comme satisfaisante, mais plusieurs chirurgiens signalent une

variabilité de cette qualité (Annexe 6).

3.2 Résultats de l’enquête européenne

3.2.1 Caractéristiques des utilisateurs

Au total, 24 réponses ont été obtenues, représentant 11 pays différents (Figure 18). Le

nombre de réponses par pays est présenté en Annexe 7. Les établissements utilisateurs

étaient majoritairement des établissements publics (n=20, 87,5%) dont la capacité d’accueil

est supérieure à 1000 lits et places (n=15, 67,5%) (Figure 19).

Page 73: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

72

Figure 18 : Répartition des réponses obtenues par pays

Figure 19 : Répartition des établissements utilisateurs selon leur statut juridique et selon leur

capacité d'accueil

Dix spécialités chirurgicales sont représentées, les deux principales étant la chirurgie

maxillofaciale (n=8, 33,3%) et la chirurgie thoracique et cardiovasculaire (n=5, 20,8%) (Figure

20).

Page 74: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

73

Figure 20 : Répartition des utilisateurs selon leur spécialité chirurgicale

3.2.2 Les applications de l’impression 3D

Sur les 24 chirurgiens utilisateurs, 21 utilisaient des modèles anatomiques, 15 des instruments

chirurgicaux et 11 des implants imprimés en 3D.

Les modèles anatomiques sont largement utilisés dans les établissements de santé car sur les

21 utilisateurs, la moitié les utilisait pour prendre en charge plus de 15 cas par an. A l’inverse,

les implants imprimés en 3D sont moins largement utilisés, seul un établissement a traité plus

de 15 patients à l’aide de ces dispositifs et aucun n’a traité plus de 30 patients (Figure 21).

Figure 21 : Répartition des établissements utilisateurs selon le nombre de cas traités par an

Dix-neuf chirurgiens ont intégré l’utilisation de dispositifs imprimés en 3D dans leur pratique

clinique courante, et seize d’entre eux ont mis en place un protocole pour évaluer cette

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

Chirurgie maxillofaciale

Chirurgie thoracique et cardiovasculaire

Chirurgie vasculaire

Neurochirurgoe

Chirurgie générale

Chirurgie esthétique et reconstructrice

Chirurgie viscerale

Ophtalmologie

Chirurgie orthopédique et traumatologique

Chirurgie urologique

4

6

3

8

6

6

3

7

3

1

M O I N S D E 5 C A S E N T R E 5 E T 1 5 C A S E N T R E 1 5 E T 3 0 C A S

P L U S D E 3 0 C A S

NOMBRE DE CAS TRAITÉS PAR AN SELON LE TYPE DE DISPOSITIF IMPRIMÉ EN 3D

Modeles anatomiques Instrumentation Implants

Page 75: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

74

pratique.

3.2.3 Données économiques recueillies

Comme l’indique la figure 22, le budget alloué à l’impression 3D est variable selon les

établissements. Sept d’entre eux dépenseraient moins de 5000€ par an, tandis que cinq

établissements auraient dépensé plus de 50 000€ par an pour cette activité.

Figure 22 : Répartition des établissements utilisateurs selon le budget consacré à l'impression

3D par an

Sur les 24 utilisateurs, seuls quatre auraient bénéficié d’un financement spécifique pour cette

activité, de type tarification hors diagnosis-related group (DRG, correspondant au hors

Groupe Homogène de séjour (GHS) français).

3.2.4 Modalités d’accès à l’impression 3D et données organisationnelles

La production de dispositifs médicaux par impression 3D était internalisée au sein de

l’établissement pour 14 d’entre eux, parmi lesquels neuf utilisateurs disposaient d’une

imprimante achetée par l’établissement et spécifiquement dédiée à leur unité. Sept

utilisateurs faisaient appel à un fournisseur extérieur et cinq avaient mis en place un

partenariat avec un laboratoire de recherche.

La figure 23 représente le type de dispositifs imprimés selon le mode d’approvisionnement.

La production intra-hospitalière concerne majoritairement la production de modèles

anatomiques (n=9). Seuls deux établissements ont indiqué avoir internalisé une production

d’implants dans leur unité concernée. Pour l’un d’entre eux, seule l’étape de conception

Page 76: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

75

assistée par ordinateur est réalisée au sein de l’établissement, l’étape d’impression à

proprement parler est quant à elle sous-traitée à un fournisseur extérieur. Les implants

imprimés en 3D sont essentiellement fournis par des prestataires tiers (n=6)

La durée d’obtention du dispositif final varie selon les modalités d’approvisionnement. Elle

est en moyenne plus courte lorsque la production est internalisée localement (entre un et

trois jours), que lorsqu’elle est internalisée mais centralisée pour plusieurs établissements

(entre trois et sept jours) ou entièrement externalisée auprès d’un fournisseur tiers (entre une

et deux semaines).

Figure 23 : Répartition des utilisateurs selon le type de dispositif médical imprimé et les

modalités d'approvisionnement

3.2.5 Avantages et inconvénients de l’impression 3D

D’après les chirurgiens européens interrogés, les trois principaux avantages de l’impression

3D sont la possibilité de planification opératoire (n=21), l’amélioration de la qualité du

résultat opératoire (n=17) et la diminution des risques et complications pour le patient

(n=14) (Tableau 10). Les trois facteurs majeurs limitant le recours à l’impression 3D sont

l’augmentation des coûts (n=15), la complexité du schéma organisationnel pour l’obtention

du produit fini (n=10) et le délai d’obtention (n=9) (Tableau 11).

9

4

4

5

5

3

2

2

2

1

6

0 2 4 6 8 10

Fabrication hospitalière, au sein du service

Fabrication hospitalière, pour un ensemble d’établissements

Partenariat avec un laboratoire de recherche

Fournisseur extérieur

TYPE DE DISPOSITIFS MÉDICAUX IMPRIMÉS SELON LES MODES D'APPROVISIONNEMENT

Implant Instrumentation Modèles anatomiques

Page 77: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

76

Tableau 10 : Avantages de l'impression 3D cités par les utilisateurs

Avantages de l'impression 3D Nombre

d'utilisateurs

Préparation de l’intervention 21

Qualité du résultat opératoire 17

Diminution des risques et complications pour le patient 14

Formation pédagogique des étudiants 13

Amélioration de la qualité de vie du patient 10

Diminution des risques pour le chirurgien 9

Notoriété de l’hôpital (bénéfices secondaires) 1

Réduction du temps opératoire 1

Tableau 11 : Facteurs limitant le recours à l’impression 3D

Limites à l'utilisation de l'impression 3D Nombre

d'utilisateurs

Coûts 15

Complexité d’obtention (impact organisationnel) 10

Délai d’obtention 9

Manque de personnel qualifié 7

Absence de données sur intérêt clinique et/ou économique 6

Manque de réglementation 6

Toxicité potentielle 1

4 Discussion

Ces enquêtes française et européenne ont permis d’objectiver l’intégration de l’impression

3D pour des applications chirurgicales dans les établissements de santé en France et dans 11

pays européens, soit plus de 100 établissements contactés pour les besoins de ces enquêtes.

Concernant l’enquête française, la méthodologie appliquée ne permet pas certes d’en assurer

une exhaustivité sur le plan national, ni d’en assurer la représentativité. Néanmoins, cette

dernière est à notre connaissance la première de cette envergure en France et elle montre

que cette technologie est déjà relativement bien diffusée et non réservée à des

établissements de pointe avec de grandes capacités d’accueil comme nous aurions pu nous y

attendre. En effet, nous avons constaté que les établissements utilisateurs appartenaient à

des catégories différentes, et relevaient d’un statut juridique aussi bien privé que public, avec

Page 78: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

77

des capacités d’accueil allant de moins de 500 places et lits à plus de 1000. L’enquête

européenne, dont il n’existe pas non plus d’équivalent à notre connaissance dans la

littérature, souligne aussi que l’utilisation de l’impression 3D pour des applications

chirurgicales est bien implantée dans les pays européens. Bien qu’elle ait suivi une

méthodologie différente de l’enquête française, elle ne permet pas non plus, hélas, d’assurer

une exhaustivité au plan européen des utilisations de la technique. Par ailleurs, nous avions

pour objectif de recueillir au moins 30 questionnaires afin d’avoir un échantillon

suffisamment grand pour faire ressortir des tendances. Or, seuls 24 questionnaires ont pu

être récupérés.

Ces deux enquêtes ont également permis de mettre en lumière que l’internalisation de la

production par impression 3D commence à se développer sur le continent européen. Si on

cumule les chiffres des deux enquêtes, 22 établissements de santé ont internalisé leur

production 3D pour certains dispositifs depuis ces 3 à 4 dernières années. A noter que nous

avons distingué des disparités entre l’enquête française et l’enquête européenne sur le circuit

de production internalisée par impression 3D. Dans l’enquête française, le chirurgien semblait

pratiquement être le seul professionnel impliqué dans la conception du dispositif à imprimer.

En effet, il semble incarner presque à lui-seul le processus et en a l’entière responsabilité dans

la prise en charge du patient. Il serait intéressant de savoir s’il s’agit d’un choix délibéré des

chirurgiens ou bien si cela est rendu obligatoire par l’absence d’autre personnel ayant des

compétences techniques au sein de l’établissement.

Ensuite, toujours pour l’enquête française, les données recueillies sur les applications de

l’impression 3D sont concordants avec ceux retrouvés dans la littérature 8,34. Dans notre revue

systématique de la littérature, nous avions en effet principalement retrouvé des applications

en chirurgie orthopédique et en chirurgie maxillofaciale. Dans l’enquête européenne, en

revanche, bien que les principales utilisations soient aussi retrouvées en chirurgie

maxillofaciale, la deuxième spécialité la plus représentée était la chirurgie thoracique et

cardiovasculaire et non l’orthopédie comme nous avions pu l’observer dans la littérature. Ceci

nous laisse supposer que notre enquête européenne a permis de faire ressortir des données

jusqu’ici non publiées, renforçant ainsi l’intérêt de nos résultats.

Par ailleurs, dans l’enquête française, les trois principaux avantages rapportés par les

Page 79: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

78

chirurgiens étaient la réduction du temps opératoire, le gain de précision des gestes

opératoires et l’amélioration de la planification opératoire. Ceci était tout à fait concordant

avec les avantages cités par les autres chirurgiens européens. Nous constatons en effet des

similitudes avec les données déjà disponibles dans la littérature sur la possibilité de

planification opératoire et amélioration du résultat opératoire. En revanche, l’intérêt pour le

patient n’était que peu évoqué dans la littérature, tandis que dans notre enquête

européenne, la diminution des risques et des complications pour celui-ci est un avantage cité

par près de 60% des utilisateurs. Autre différence notable à l’instar des chirurgiens français,

seul un utilisateur européen estime que l’impression 3D permet la réduction du temps

opératoire.

Concernant les limites de la technique, la plus citée à travers l’enquête européenne était le

surcoût. On constate d’ailleurs que les modalités de financement n’étaient pas bien établies

ce qui a sûrement renforcé cette perception de la part des chirurgiens interrogés. Parmi les

établissements européens de l’enquête, seuls quatre auraient bénéficié d’un financement

spécifique et douze ont clairement indiqué n’avoir aucun financement. Les trois autres

principales limites rapportées par les chirurgiens européens (hors France) concernaient des

facteurs organisationnels : la complexité du circuit d’obtention du produit et, par

conséquence, le délai d’obtention du produit fini ainsi que le manque de personnel qualifié.

Nous n’avons pas hélas interrogé les chirurgiens français sur les limites liées à l’utilisation de

l’impression 3D. Toutefois, dans la littérature, l’un des principaux inconvénients cités est tout

comme dans l’enquête européenne le surcoût associé.

Dans cette perspective de coût, l’enquête française a permis de constater que le budget

consacré à l’impression 3D était très variable selon les établissements en France. Certains

d’entre eux ont déclaré avoir dépensé plus de 50 000€ en 2016. Cette différence de budget

peut s’expliquer de différentes manières : le nombre de cas traités, les types de dispositifs

médicaux imprimés en 3D ou encore les indications traitées (qui peuvent parfois ne

concerner que des cas complexes). A l’instar des résultats obtenus en France, nous ne

pouvons pas tirer de conclusions sur le budget nécessaire à l’intégration de l’impression 3D

dans une pratique clinique courante grâce à l’enquête européenne. En effet, selon les

utilisateurs interrogés, le budget peut varier de moins de 5 000€ par an à plus de 50 000€,

Page 80: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

79

indépendamment de la taille de l’établissement concerné. Il n’en reste pas moins que cela

peut représenter un investissement financier lourd, qui doit être motivé par des preuves

d’efficacité clinique.

Sur ce point, on constate justement que l’évaluation clinique de cette technologie occupe

une place importante puisque près de deux tiers des utilisateurs européens (hors France) ont

mis en place un protocole d’évaluation dans ce domaine. Dans l’enquête française, ceci est

beaucoup moins ressorti puisque seuls deux chirurgiens ont cité ce type d’application.

L’évaluation clinique est pourtant un point essentiel qui permettra à terme d’enrichir la

littérature sur l’intérêt médical de cette technologie. Comme nous l’aborderons dans le

chapitre 4, ces données sont pour le moment très peu nombreuses et manquent de

robustesse pour conclure sur l’efficacité de cette technologie utilisée en chirurgie. Ces

données seront primordiales et devront être mises en regard des surcouts associés dans la

perspective d’une évaluation médico-économique de l’impression 3D.

Enfin, concernant le nombre de cas traités par an par établissement en France, nous ne

pouvons établir une tendance particulière. Nous constatons en effet qu’il y a

approximativement le même nombre d’établissements traitant peu, quelques ou beaucoup

de cas par an. Il en est de même pour le type de dispositif médical utilisé. Les résultats que

nous obtenons semblent montrer une légère prédominance en faveur des guides

chirurgicaux et des modèles anatomiques, ce qui est concordant avec les résultats obtenus

par Tack et al. 33. En revanche, dans l’enquête européenne, nous notons des différences avec

ces données publiées concernant le type de dispositifs médicaux imprimés. Ainsi, les modèles

anatomiques sont ici majoritairement représentés devant les guides chirurgicaux. Concernant

l’utilisation d’implants imprimés en 3D, il est intéressant de constater qu’aucun établissement

de santé français n’a rapporté l’internalisation d’une production d’implants. Ceci peut

s’expliquer par la complexité du processus de fabrication, par les contraintes réglementaires

ou encore par l’important investissement financier à réaliser. En effet, la grande majorité des

imprimantes équipant les établissements de santé français utilisent la technologie FDM, qui a

l’avantage d’être bon marché, mais qui ne permet pas de réaliser des implants en métaux ou

en alliages métalliques 216. Dans l’enquête européenne, nous avons néanmoins identifié un

établissement en Belgique qui a internalisé en totalité sa production d’implant en chirurgie

Page 81: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

80

maxillofaciale. A noter que dans l’enquête européenne, moins de la moitié des

établissements déclaraient utiliser des implants imprimés en 3D (que la production soit

internalisée ou non). Cette faible représentation peut être due à la méthodologie employée

pour identifier les utilisateurs, notamment par « l’effet boule de neige » qui a pu orienter la

sélection vers des utilisateurs ayant internalisé leur production et donc qui, comme l’a révélé

l’enquête en France, ne produisent pas d’implant de façon autonome.

Limites des enquêtes réalisées

Ces enquêtes présentent plusieurs limites que nous souhaitons souligner. Tout d’abord, elles

ont eu comme difficulté commune l’identification des utilisateurs. Dans l’enquête française,

nous avons utilisé plusieurs canaux différents (publications scientifiques, presse, « effet boule

de neige » etc.) pour entrer en contact avec des professionnels de santé ayant déjà mis en

œuvre cette technique mais sans garantie d’exhaustivité et de représentativité, bien que 78

établissements aient été contactés. Dans l’enquête européenne, l’approche bien que

légèrement différente s’est heurtée à la difficulté d’identification des personnes d’intérêt au-

delà des publications scientifiques internationales. Une maîtrise de la langue respective des

pays dans lesquels nous avons enquêtés aurait d’une part permis un accès direct à des

éléments de presse nationaux ou de la littérature grise relatant une expérience chirurgicale

avec utilisation de DM obtenus par impression 3D, mais aurait aussi probablement permis

d’accroître le taux de réponse des personnes contactées. Nous pensons qu’il est en effet

possible que certains enquêtés n’aient pas répondu car le questionnaire était en anglais et

non dans leur langue maternelle. Ensuite, les données collectées sont pour la plupart des

estimations déclarées par les personnes interrogées. Il est donc impossible d’en vérifier

l’exactitude. Nous ne pouvons pas écarter la possibilité que certaines informations aient été

mal comprises ou mal interprétées, à la fois par les enquêtés et par les enquêteurs. Ainsi,

d’autres études mériteraient d’être conduites, en veillant à la représentativité des

établissements sélectionnés, afin de valider les résultats de nos études. Il serait intéressant

par exemple d’examiner l’utilisation de l’impression 3D auprès des établissements privés ou

encore de se focaliser uniquement sur les établissements équipés d’imprimantes 3D en

évaluant les coûts additionnels associés à leur utilisation. De plus, nous pensons qu’il serait

également pertinent d’enquêter sur le nombre d’entreprises d’impression 3D ayant négocié

Page 82: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

81

des contrats avec les établissements de santé européens. Dans le cas de la France, nous

n’avons pas cherché à déterminer si le recours aux prestataires extérieurs était encadré par un

marché fixé pour une période déterminée (voire dans le cadre d’un appel d’offre) ou si les

demandes étaient traitées au fil de l’eau mais cette donnée aurait pu être intéressante à

collecter. Enfin, comme nous l’avons déjà souligné pour l’enquête européenne, nous n’avons

pas atteint le nombre de répondants que nous souhaitions (24 au lieu de 30 souhaités

initialement). Ceci s’explique notamment par le mode de diffusion du questionnaire pour

lequel nous avons opté. Nous avons fait le choix de ne pas le diffuser à grande échelle via les

réseaux sociaux professionnels et privilégier un contact personnalisé afin d’obtenir des

réponses plus ciblées et donc plus fiables. Cette approche a demandé beaucoup

d’investissement en matière de temps aux enquêteurs et a limité le nombre de personnes

contactées par la même occasion. Toutefois, nous pensons qu’elle a aussi permis d’obtenir

des réponses complètes et de qualité.

5 Conclusion

Ces deux enquêtes nous ont permis de mieux cerner l’utilisation de l’impression 3D en

chirurgie en France et Europe. Elles nous confortent dans l’idée que l’évaluation clinique des

dispositifs issus de cette technique est cruciale pour en mesurer l’intérêt médical et que le

surcoût est perçu de façon unanime comme un frein à son développement. Ces deux points

renforcent donc la nécessité et la pertinence d’une approche médico-économique pour

évaluer cette nouvelle technique. De même, nous est apparu à travers ces enquêtes

l’importance de l’impact organisationnel dans le déploiement de cette technologie. Les

premières données organisationnelles que nous avons collectées suggèrent en effet que

l’impression 3D a un impact organisationnel non négligeable pour un établissement de santé,

qu’il conviendrait d’évaluer de façon plus approfondie.

Page 83: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

82

Conclusion de la Partie 1

L’impression 3D est considérée comme une véritable révolution ayant impacté de nombreux

secteurs industriels. Comme nous l’avons montré dans la première partie, le secteur de la

santé a pu bénéficier de cette innovation et a parfaitement intégré cette technologie pour la

production de dispositifs médicaux. Les exemples d’utilisation dans toutes les spécialités

chirurgicales ne manquent pas et nous voyons très régulièrement apparaître dans la

littérature de nouvelles applications. Son stade de développement est plus ou moins avancé

avec des utilisations encore confidentielles dans certaines spécialités telles que la chirurgie

thoracique et cardiovasculaire, ou à l’inverse parfaitement intégrées dans la prise en charge

du patient en chirurgie maxillofaciale.

Cependant, cette innovation a un coût. Dans le contexte économique actuel contraignant des

établissements de soins, son utilisation doit être raisonnée et justifiée. Pour ce faire, une

évaluation de son intérêt clinique est primordiale. Cet intérêt clinique devra ensuite être mis

en regard de l’impact économique de cette technologie pour les établissements de santé, et

même plus largement pour la société, afin d’aider à la prise de décision quant à son

utilisation. A ce jour, que savons-nous de son bénéfice clinique ? Quels sont les coûts

associés à son utilisation ? Quel est l’investissement financier à fournir et pour quels

résultats ? Nous allons donc nous intéresser dans la deuxième partie de ce travail à

l’évaluation clinique et économique de cette technologie.

Page 84: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

83

Partie 2 : Evaluation clinique, économique et

organisationnelle de l’impression 3D

Chapitre 4 : Evaluation clinique de l’impression 3D en

chirurgie

1 Introduction

De nos jours, l‘impression 3D est une technologie bien implantée dans les différentes

spécialités chirurgicales, et plus particulièrement en chirurgie cranio-maxillofaciale. Pourtant,

la question de son évaluation clinique reste entière.

Notre précédente revue de la littérature a montré que les données disponibles sur son

utilisation étaient principalement issues de rapports de cas ou de séries de cas non

comparatives incluant peu de patients 34. Nous avons également pu constater que les auteurs

de ces études émettaient des hypothèses sur le bénéfice clinique associé à l’utilisation de

cette technologie, sans que ceci soit démontré par une méthodologie rigoureuse. Les

indications chirurgicales pour lesquelles des dispositifs médicaux imprimés en 3D peuvent

être utilisés sont très nombreuses et peu d’études synthétisent les résultats par indication

pour mettre en évidence un bénéfice clinique 217.

Néanmoins, l’évaluation clinique de l’impression 3D se met progressivement en place. En

2018, un examen des bases de données sur les essais cliniques a permis d'identifier 92 essais

cliniques en cours dont les premiers résultats sont attendus dans les deux prochaines années

et qui devraient combler les lacunes de l'évaluation clinique 218.

Dans l’attente de ces résultats, nous avons souhaité dresser un premier état des lieux objectif

de l’évaluation clinique de cette technologie appliquée en chirurgie et en faire ressortir les

principaux résultats. Cela va également nous aider à la construction d’un modèle d’évaluation

médico-économique en ciblant les critères cliniques pertinents à intégrer dans ce modèle.

Page 85: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

84

2 Matériel et méthodes

2.1 Revue systématique

Une revue systématique de la littérature sur les études comparatives des applications de

l'impression 3D en chirurgie a été réalisée en suivant les recommandations PRISMA. La

recherche a été effectuée dans les bases de données Medline et Embase. Les termes de

recherche utilisés sont présentés dans le tableau 12.

Tableau 12 : Mots de clés recherche utilisés dans les bases de données.

Recherche Mot-clé Mot-clé Mot-clé

1 Printing, three-

dimensional* ou three-dimensional

printing

et Patient(s)

2 Additive manufacturing et Patient(s)

3 Computer-Aided Design* et Prosthesis Design et Patient(s)

4 Computer-aided design* ou CAD/CAM et Patient(s)

Hospital

5 Rapid prototyping et Patient(s)

*Les items en gras sont des termes MESH

Seules les études publiées en français, anglais ou espagnol entre 2006 et 2017 ont été prises

en compte.

En respectant les règles du PICO5+S (Patient, Intervention, Control, Outcomes + S for

Setting), les critères d’éligibilité étaient les suivants (Tableau 13) :

Tableau 13 : Critères d'éligibilité des études selon le cadre PICO+S

Paramètre Critère d’éligibilité

Patient Patients traités par une procédure chirurgicale utilisant des dispositifs mé-

dicaux imprimés en 3D

Intervention Toute procédure chirurgicale

Control Patients traités par une procédure chirurgicale conventionnelle

Outcomes Temps opératoire et tout autre critère clinique comparé

Setting Dans un contexte hospitalier

Les titres et les résumés ont été sélectionnés indépendamment par deux chercheurs (CS et

NM) pour exclure les résumés non pertinents ou en double. Les critères d'exclusion étaient

les suivants : études sans comparaison de critères cliniques, études présentées lors d'une

5 Le “S” de l’acronyme PICOS se réfère normalement au terme « Study » et caractérise le type d’étude considéré

pour l’analyse. Ici, nous avons volontairement modifié son sens pour ne sélectionner que les études ayant lieu

dans un contexte (setting) hospitalier.

Page 86: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

85

conférence, études portant sur la recherche fondamentale, la bio-impression, la dentisterie et

les orthèses de membres. Ensuite, un examen du texte intégral a été effectué. Les critères

d'exclusion étaient les mêmes que lors de la première étape. Lorsque le texte intégral de la

publication n'était pas disponible en ligne, l'article était directement demandé à l'auteur

correspondant.

Pour les études incluses, les données ont été enregistrées dans une feuille de calcul Microsoft

Office Excel® 2016 et comprenaient : le premier auteur et la date de publication, le design de

l'étude et le nombre de patients, la spécialité chirurgicale et la pathologie traitée, l'application

(c'est-à-dire les modèles anatomiques imprimés en 3D, les guides et modèles chirurgicaux,

etc.), les critères cliniques comparés et les principaux résultats obtenus.

2.2 Méta-analyse sur le temps opératoire

Une méta-analyse sur le temps opératoire a été réalisée 219

. Afin de diminuer l’hétérogénéité

entre les études, seules celles rapportant une utilisation en chirurgie maxillofaciale ont été

incluses dans cette méta-analyse. De même, l’analyse n’a concerné que les études

prospectives. Les durées moyennes du temps opératoire et l'écart-type ont été recueillis sur

une feuille de calcul Microsoft Office Excel® 2016, qui a été utilisée pour réaliser les tests

statistiques. Lorsque les données n'étaient pas disponibles dans le texte, elles étaient

directement demandées à l'auteur correspondant.

L’effet standardisé a été calculé pour chacune des études selon la formule suivante :

Effet standardisé = di = effet dans l’étude i / variance observée dans l’étude i

L’effet global a ensuite été calculé. Il correspond à la moyenne des effets standardisés di

pondérés par l’inverse de leur variance (wi). Cette pondération permet aux essais dont les

résultats ont une faible variance de contribuer fortement à l’estimation commune. Elle permet

également de donner plus de poids aux études incluant le plus grand nombre de patients.

La significativité de cet effet global a ensuite été évaluée à l’aide d’un test Z standard à partir

des di et de leur variance pour permettre de conclure ou non à un effet significativement

différent de 0.

Un test Q de Cochran a été effectué pour déterminer l'hétérogénéité entre les études. Ce test

statistique est fondé sur le principe d’un test de Chi2 à k-1 degré de liberté où k est le

Page 87: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

86

nombre d’études. Cette hétérogénéité s’est révélée significative, elle a été quantifiée par le I2

de Higgins :

I2 =

𝑄−(𝑁−1)

𝑄

Un modèle à effets aléatoires a donc été utilisé pour estimer l’effet global.

3 Résultats

3.1 Sélection des études

Après exclusion des doublons, 2 815 études ont été identifiées, dont 2 741 ont été exclues en

raison du contenu de leurs titres et de leurs résumés. Les 74 études restantes ont été lues

dans leur intégralité, à la suite de quoi 36 autres ont été exclues. Au total, 38 études ont donc

répondu aux critères de sélection et se prêtaient à une analyse complète

45,47,48,62,71,95,109,136,138,139,192,195,197,220–244(Figure 24).

Page 88: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

87

Références identifiées par recherche

dans les bases de données

n = 4644

MEDLINE n = 2619

EMBASE n = 2025

Article complet sélectionné et revu

n = 74

Titres et résumés exclus

n = 2741 Pas d’étude comparative : 941

Pas d’impression 3D : 406

Conférence : 255

Pas d’application hospitalière : 425

Dentisterie : 226

Prothèse externe : 142

Recherche fondamentale : 296

Bio-impression : 73

Autre langue : 32

Pas de résumé : 18

Références incluses dans la revue

n = 38

Article complet exclu

n = 36 Pas d’étude comparative : 22

Pas de texte complet : 8

Pas d’application hospitalière : 2

Pas d’impression 3D : 3

Autre langue : 1

Iden

tifi

cati

on

Séle

ctio

n

Elig

ibilit

é

Incl

usi

on

Références sélectionnées après ex-

clusion des doublons

n = 2815

Autres références identifiées dans des

sources annexes

n = 0

Figure 24 : Diagramme de sélection des études

Page 89: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

88

3.2 Caractéristiques des études incluses

Les caractéristiques des 38 études incluses sont résumées en Annexe 8. Sur les 38 études, 23

étaient prospectives, dont 13 étaient randomisées, et 14 étaient rétrospectives. Une revue

systématique a également été incluse. La chirurgie maxillofaciale (n=17, 44,7%) et la chirurgie

orthopédique (n=16, 42,1%) étaient les interventions les plus représentées. L'impression 3D a

été utilisée pour produire des guides et des modèles chirurgicaux (n=22), des modèles

anatomiques (n=19) et des implants (n=10). Les principales applications rapportées étaient la

reconstruction de la mâchoire (n=14, 36,8 %), l'arthroplastie totale du genou (n=7, 18,4 %) et

la cranioplastie (n=4, 10,5 %).

3.3 Critères d’évaluation pris en compte dans les études

Les critères évalués dans la littérature pour démontrer les bénéfices de l'impression 3D ont

été regroupés en 30 points différents (Annexe 9).

Le tableau 14 résume les critères d'évaluation en fonction de la spécialité chirurgicale et du

type d'intervention. Ces critères sont très hétérogènes, non seulement entre les différents

types d'intervention mais aussi pour une même intervention chirurgicale. Par exemple, 15

paramètres différents ont été évalués pour l'utilisation de l'impression 3D dans la

reconstruction de la mâchoire, dont six ne sont présents que dans une seule étude.

Les paramètres les plus souvent retrouvés sont le temps opératoire (n=18 ; 47,0 %), la mesure

de différents axes ou angles (n=11 ; 29,0 %) et les pertes sanguines (n=9 ; 24,0 %).

3.3.1 Le temps opératoire

Treize des 18 études comparant les temps opératoires ont démontré une réduction de ce

temps grâce à l'utilisation de la technologie d'impression 3D. Toutefois, ces résultats varient

considérablement d'une étude à l'autre. La plus petite réduction du temps opératoire (5 %) a

été observée pour les arthroplasties totales de la hanche à l'aide de modèles anatomiques 197

et la plus grande réduction du temps opératoire (32,7 %) a été observée dans une étude qui

rapportait l'utilisation d'implants patient-spécifiques pour la reconstruction de la mâchoire 238.

Dans les cinq autres études n’ayant pas démontré de différence statistique pour le temps

opératoire, l'impression 3D a été utilisée pour la cranioplastie (n=2) et la reconstruction des

mâchoires (n=3).

Page 90: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

89

3.3.2 Mesure d’axes et d’angles

La mesure des axes et des angles a également été largement utilisée comme critère de

jugement principal pour évaluer le bénéfice clinique de l'impression 3D, en particulier dans

l'arthroplastie totale du genou (n=5). Comme ce point faisait référence à plusieurs mesures

(alignement coronal, angle de la tige...), certaines études ont démontré une différence

statistique pour seulement certaines d'entre elles (Tableau 14).

3.3.3 Les pertes sanguines

Le troisième critère le plus fréquemment retrouvé concerne les pertes sanguines. Sur les neuf

études évaluant cette complication, cinq n'ont pas démontré d’effet bénéfique de

l'impression 3D. Cependant, la méthodologie utilisée pour évaluer cet élément différait

largement d'une étude à l'autre. Certaines études ont estimé le volume de sang perdu

pendant l’intervention, sans que la méthodologie employée soit clairement définie

192,220,224,232,244, tandis que d’autres ont comparé les volumes de sang transfusé 47,231. Enfin, une

étude a uniquement comparé le nombre de patients transfusés entre le groupe

conventionnel et le groupe avec impression 3D 225.

Page 91: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

90

Tableau 14 : Critères évalués dans les études incluses et résultats observés

Domaine

chirurgical

Type

d'intervention Critère

évalué

Nombre

d’étude(s) Différence

statistique en faveur

de l'impression 3D

Aucune différence statistique

entre les deux groupes

Chirurgie du

crane Cranioplastie

Complications 1 235

Différence entre la modélisation 3D et le résultat opératoire 1 224

Temps opératoire 4 221,224

235,242

Durée d’hospitalisation 2 224,235

Pertes sanguines 2 224,242

Précision du transplant prélevé 1 235

Réintervention 1 235

Temps d’ischémie 1 235

Chirurgie maxillo-

faciale

Reconstruction

de la mâchoire

Complications 2 237

238

Coût 1 240

Durée d’hospitalisation 1 237

Temps opératoire 5 195,238

47,237,240

Durée du séjour dans l’unité de soins intensifs 1 240

Mesure des axes et des angles 3 226,241

62,226,241

Nombre de plateaux/vis utilisés 1 238

Précision du transplant prélevé 4 47,138,139

229

Résultat esthétique final 4 48,223,229,241

Temps d’ischémie 3 47,138,139

Temps de prélèvement 3 139,229

47

Temps de reconstruction 4 47,229,237,240

Temps d'insertion des vis 1 229

Temps d'ostéosynthèse 2 47,229

Troubles neurosensoriels 1 45

Page 92: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

91

Domaine

chirurgical

Type

d'intervention Critère

évalué

Nombre

d’étude(s) Différence

statistique en faveur

de l'impression 3D

Aucune différence statistique

entre les deux groupes

Reconstruction

orbitale

Mesure des axes et des angles 1 (230*) (230*)

Résultat esthétique final 2 230,239

Orthopédie

Traitement des

fractures de la

main

Consolidation des fractures/Régénération des os 1 234

Résultat clinique postopératoire 1 234

Temps de planification 1 234

Temps opératoire 1 234

Arthroplastie

de la hanche

Mesure des axes et des angles 2 71,197

Pertes sanguines 1 197

Temps opératoire 1 197

Traitement des

fractures de la

hanche

Outil d'éducation 1 95

Traitement des

fractures de

l'humérus

Amplitude de mouvement 1 236

Consolidation des fractures/Régénération osseuse 1 236

Temps nécessaire à la consolidation osseuse 1 236

Temps opératoire 1 236

Traitement des

fractures du

bassin

Complications 1 225

Douleur post-opératoire 1 225

Durée d’hospitalisation 1 136

Nausées post-opératoires 1 225

Pertes sanguines 1 225

Temps opératoire 1 225

Page 93: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

92

Type de sortie d’hospitalisation 1 225

Chirurgie de la

colonne verté-

brale

Complications 2 136

192

Coût 1 192

Durée d’hospitalisation 1 192

Temps opératoire 1 192

Mauvais positionnement des vis 3 136

192,220

Pertes sanguines 2 192,220

Temps de fluoroscopie 1 220

Temps d'insertion des vis 1 220

Arthroplastie

totale du genou

Amplitude de mouvement 1 227

Complications 2 234,235

Durée d’hospitalisation 2 232

231

Durée totale de la procédure 1 232

Mesure des axes et des angles 5 222,228,232,244

227

Nombre de plateaux/vis utilisés 1 232

Pertes sanguines 3 231,232,244

Score (ex : qualité de vie) 2 244

227

Temps opératoire 4 228,231,232,244

Type de sortie d’hospitalisation 1 231

Chirurgie

vasculaire

Chirurgie pour

traiter les ané-

vrismes aor-

tiques

Outil pédagogique 1 243

*Certaines études peuvent être présentes dans les deux colonnes pour un même critère car ce critère pouvait faire référence à plusieurs mesures (alignement coronal, angle de

la tige...), une différence statistique ayant été démontré que pour certaines d'entre elles.

L’item « coûts » est présenté dans ce tableau bien que ce ne soit pas un critère clinique à proprement parlé car il est fréquemment retrouvé dans les études

Page 94: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

93

3.4 Méta-analyse sur le temps opératoire en chirurgie maxillofaciale

Sur les cinq études prospectives comparant les temps opératoires avec et sans utilisation de

l'impression 3D pour la reconstruction de mâchoire, seules quatre ont rapporté la moyenne

de ce temps avec l'écart-type et seules ces études ont été incluses dans la présente méta-

analyse (Tableau 15). Ces quatre études ont porté sur 106 patients (53 dans le groupe

d'impression 3D et 53 dans le groupe témoin).

L'hétérogénéité était significative parmi ces études (I2 = 67%, p=0,03), un modèle à effet

aléatoire a donc été utilisé. L'effet global estimé est de 21,2 %, ce qui montre que l'utilisation

de l'impression 3D a permis de réduire très significativement les temps opératoires dans

cette indication.

Page 95: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

94

Tableau 15 : Temps opératoires moyens pour les groupes contrôle versus impression 3D

Q = 9,0; DoF: 3; I² = 67%; p= 0,03; Z= 0,54

0

5

10

15

20

25

-20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Groupe contrôle Groupe 3D Modèle à effet aléatoire

Publication

Temps

opératoire

(minutes)

Nombre

de

patients

Temps

opératoire

(minutes)

Nombre

de

patients

Poids

Réduction

du temps

opératoire

Intervalle de

confiance (95%)

AYOUB et al.47

525,2 ±

100,9 10

498,5 ±

83,4 10 21% 5,1% -10,3% - 20,5%

SIEIRA et al.237

176 ± 58,0 10 135 ± 37,0 10 12% 23,3% -0,9% - 47,5%

SUMIDA et al.238

111,9 ± 18,5 13 75,38 ±

11,6 13 29% 32,6% 22,0% - 43,2%

TARSITANO et

al.240

550,5 ±54 20 435 ± 27,0 20 38% 21,0% 16,2% - 25,8%

53

53 100% 21,2% 10,0% - 33,0%

Page 96: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

95

4 Discussion

À notre connaissance, il s'agit de la première revue systématique de la littérature qui vise à

évaluer l'impact clinique de l'impression 3D sur la chirurgie en général. Au cours de la

dernière décennie, de nombreuses études ont souligné les avantages que l'impression 3D

pourrait apporter à la chirurgie, comme la possibilité de planification préopératoire qui

pourrait améliorer la confiance en soi du chirurgien, ou l'utilisation d'instruments ou

d'implants spécifiques qui s'adaptent précisément à l'anatomie du patient. Toutefois, cette

nouvelle technologie est également associée à des coûts supplémentaires qui peuvent limiter

son utilisation à grande échelle. Pour pouvoir analyser l’efficience de cette technologie, il est

donc important de déterminer objectivement l'impact de l'impression 3D sur les résultats

cliniques.

Treize des 38 études incluses étaient des études prospectives et randomisées. Si l'on

considère que la technologie d'impression en 3D n'a été adoptée que récemment en

chirurgie, et si l'on compare les résultats obtenus ici avec ceux de notre première revue

systématique sur les avantages et inconvénients de cette technique (réalisée en 2016), c'est

un nombre plus important qu’attendu. Jusqu'à ces dernières années, l'utilisation de

l'impression 3D était limitée aux cas complexes qui ne pouvaient pas être traités par les

méthodes conventionnelles. Par conséquent, la littérature était principalement composée de

rapports de cas et les données étaient abondantes pour cette utilisation très individualisée de

l'impression 3D. Plus récemment, l'impression 3D semble s'être démocratisée et répandue

comme nous l’avons souligné dans nos enquêtes (Chapitre 3), ce qui facilite l'accès à cette

technologie. Les chirurgiens peuvent désormais appliquer cette technologie à un plus grand

nombre de patients, parfois dans leur pratique chirurgicale de routine. Cela permet de

réaliser des études comparatives prospectives, qui enrichissent la littérature avec des

données d'un niveau de preuve plus élevé.

Néanmoins, il est difficile de comparer les 38 études que nous avons incluses dans notre

analyse en termes de résultats cliniques, en raison de l'hétérogénéité des critères comparés.

Cette hétérogénéité peut s'expliquer par différentes raisons. Premièrement, bien que la

plupart des études que nous avons incluses aient fait état d'applications en chirurgie

maxillofaciale et orthopédique, 12 différents types d'intervention étaient représentés : par

Page 97: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

96

exemple l'arthroplastie totale de la hanche, la cranioplastie, la chirurgie pour traiter les

anévrismes vasculaires ou les fractures de la main. Le paramètre utilisé pour évaluer l'impact

de l'impression 3D sur le résultat clinique dépend fortement de la pathologie, c'est pourquoi

un large éventail de paramètres a été analysé dans ces 38 études. En outre, pour une même

intervention, différentes études ont utilisé des critères variés pour évaluer le bénéfice de

l'impression 3D, et certains de ces critères n'ont été retrouvés que dans une ou deux études.

Cela peut s'expliquer aussi par des différences au niveau de la motivation initiale qui pousse

chaque chirurgien à utiliser cette technologie. En effet, chaque chirurgien a des attentes

différentes concernant l'impression 3D, par exemple, pour simplifier la procédure de

prélèvement osseux ou pour réduire le temps de reconstruction. Ainsi, chaque chirurgien va

identifier et choisir des critères objectifs qui lui permettront de déterminer si l'utilisation de

l'impression 3D répond ou non à ses attentes. Cette observation souligne à nouveau le

manque de recommandations pour rapporter l'évaluation de cette technologie en chirurgie

(« reporting guidelines » à l’image de ceux existants comme CONSORT6, CHEERS etc.). Ces

recommandations devraient indiquer les éléments à prendre en compte dans l'étude, tels que

la technique d'impression 3D, les comparateurs à utiliser, une définition précise de chaque

critère observé, etc. Cela aiderait les professionnels de santé à publier des études cliniques plus

informatives et à s'assurer de l’absence de biais.

La présente méta-analyse a montré que l'impression 3D avait tendance à réduire les temps

opératoires. Nous avons ciblé la reconstruction de la mâchoire car il s’agit de l’indication pour

laquelle les données étaient les plus nombreuses. Ainsi, nos résultats suggèrent que pour ce

domaine chirurgical, quel que soit l'objet produit, c'est-à-dire les modèles, les instruments ou

les implants, l'utilisation de l'impression 3D est associée à une réduction du temps passé en

salle d'opération. A notre connaissance, il s’agit de la première méta-analyse dans le domaine

de la chirurgie maxillofaciale à démontrer ce bénéfice. Toutefois, du fait d’une grande

hétérogénéité entre les études, de nouvelles études sont nécessaire pour affiner ces résultats.

Néanmoins, nous noterons que ce bénéfice sur le temps opératoire est similaire à celui

obtenu par l’équipe de Zhang et al. qui ont réalisé une méta-analyse sur les temps

opératoires entre un groupe d'impression 3D et un groupe conventionnel dans le traitement

6 CONSORT : Consolidated Standards of Reporting Trials; CHEERS: Consolidated Health Economic Evaluation

Reporting Standards

Page 98: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

97

des fractures du bassin. Ils ont également démontré une réduction significative du temps

d'opération pour le groupe d'impression 3D 245.

Cette étude présente certaines limites qui méritent d'être mentionnées. Notre revue

systématique ne comprenait que des articles publiés en anglais ou en français et aucune

recherche de données non publiées ou publiées dans la littérature grise n'a été effectuée.

Toutefois, nous avons considéré que les études publiées en anglais pouvaient être

suffisamment représentatives de l'ensemble de la littérature sur le sujet et que les données

non publiées et/ou issues de la littérature grise pouvaient être moins robustes que les

données publiées, introduisant ainsi un biais de qualité. Ensuite, une autre limite de notre

étude est que bien que chaque article en texte intégral ait été demandé à l'auteur

correspondant, certains articles n'ont pas pu être récupérés et ont donc été exclus de

l'analyse complète. Enfin, la grande hétérogénéité des applications au sein d’une même

spécialité est aussi potentiellement une source de biais dans la réalisation de la méta-analyse.

Nous avons tenté de la limiter au maximum en considérant un type d’intervention précis

(chirurgie de la mâchoire) mais cela ne garantit pas l’absence de biais du fait du non-contrôle

de l’ensemble des paramètres étudiés.

5 Conclusion

Nos travaux montrent que l'utilisation de l'impression 3D est susceptible d'être associée à

une réduction des temps opératoires. Cependant, il faudra davantage d'études avec des

niveaux de preuve élevés pour chaque domaine chirurgical afin de confirmer ou d'infirmer

ces résultats. Cela ne sera possible que si des recommandations sont établies pour

l'évaluation clinique de l'impression 3D en chirurgie. En effet, afin de pouvoir comparer les

études entre elles, les critères pertinents à comparer doivent être déterminés. De même, la

définition de ces critères doit être clairement établie, permettant ainsi d’avoir une

méthodologie commune entre les études pour les évaluer. Cette partie sera détaillée dans la

discussion générale de ce travail.

Page 99: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

98

Chapitre 5 : Evaluation des coûts associés a

l’utilisation de l’impression 3D en chirurgie

1 Introduction

Comme présentée précédemment, l'utilisation de plus en plus répandue de l’impression 3D a

conduit à mettre en œuvre son évaluation clinique. Les premiers résultats des études

comparatives publiées tendent à démontrer une réduction du temps opératoire et une

amélioration des résultats esthétiques 217,246.

Néanmoins, l'une des principales limites fréquemment citées comme un obstacle à son

expansion est le coût supplémentaire associé à son utilisation 57,123,130,142. Dans le cas d'une

production en interne au sein de l'établissement de santé, ces coûts supplémentaires peuvent

provenir de l'achat d'imprimantes 3D, de matériel, voire de l'abonnement aux logiciels

nécessaires à la conception des appareils. Dans le cas d'une production sous-traitée à un

prestataire tiers, les coûts supplémentaires peuvent également être liés à la fourniture de

services associés, tels que la simulation préopératoire virtuelle. Ces coûts peuvent être

partiellement ou entièrement financés par les institutions comme nous avons pu le mettre en

évidence dans nos enquêtes (cf Chapitre 3) et limitent l'utilisation de cette technologie si

aucun budget spécifique n’est dédié. Par conséquent, les décideurs en milieu hospitalier, et

dans un contexte de ressources limitées, ont besoin d'informations sur ce sujet pour étayer

leurs décisions que ce soit pour l’externalisation de cette production 3D voire pour son

développement en interne.

Ainsi, parallèlement à l'évaluation clinique, l'évaluation économique de l'impression 3D est

essentielle pour évaluer l'impact de cette technologie de santé et constitue également un

outil précieux pour soutenir la prise de décision. Nous avons donc procédé à une revue

systématique de la littérature afin d'établir l’état de l’art de son évaluation économique à ce

jour, d'identifier les coûts liés à son utilisation et de compiler les premières données

quantitatives disponibles.

Page 100: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

99

2 Matériel et méthodes

2.1 Sélection des études

Afin d'identifier les données économiques pertinentes sur l'impression 3D, une revue

systématique de la littérature a été menée dans les bases de données Medline et Embase et

dans la base de données d'évaluation économique du National Health Service (NHS EED) de

l'Université de York, en suivant les recommandations PRISMA 247. La stratégie de recherche a

été élaborée à partir de la base de données Medline, puis appliquée aux autres bases de

données par la suite. Seuls les articles publiés en anglais et en français entre 2009 et 2019 ont

été pris en compte. Les mots clés utilisés sont présentés dans le tableau suivant :

Tableau 16 : Mots-clés de recherche utilisés dans les bases de données

Recherche Mots-clés

1 3D printing and costs and surgery

2 Cost-Benefit Analysis and 3D printing

3 Economics and 3D printing

4 Costs and Cost Analysis [Mesh] and 3D printing

5 Health Care Economics and Organizations [Mesh] and Printing, Three-

Dimensional"[Mesh]

Dans un premier temps, les titres et les résumés ont été examinés par deux évaluateurs

indépendants (CS et NM) afin d'identifier les études qui présentaient une évaluation des

coûts associés à l'utilisation de l'impression 3D pour les applications chirurgicales selon le

cadre PICO+S 248(Tableau 17).

Page 101: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

100

Tableau 17 : Critères d'inclusion des études selon le cadre PICO+S

Paramètre Définition

Patients Patients traités par une technique chirurgicale utilisant des dispositifs

médicaux imprimés en 3D

Intervention Tout type de chirurgie

Control Avec ou sans groupe comparateur

Outcomes Type de coûts mesurés

Setting Environnement hospitalier

Aucune limite d'inclusion n'a été déterminée sur la technologie d'impression utilisée ou sur le

lieu de production (hôpital, fournisseur tiers). Tous les dispositifs médicaux imprimés ont été

pris en compte (modèles anatomiques, guides chirurgicaux ou implants) destinés à être

utilisés dans toute spécialité chirurgicale. Tous les articles présentant une méthode de calcul

de coûts liés à l'impression 3D ont été inclus. Les critères d'exclusion étaient les suivants :

études faisant état de l'utilisation de l'impression 3D en chirurgie dentaire ou pour la

production de prothèses externes, études liées à la recherche fondamentale ou sans

application hospitalière ou non appliquées à l'homme, revues de la littérature et études

présentées lors de conférences. Dans un second temps, les études éligibles ont été

sélectionnées après une lecture complète du texte par les deux chercheurs (CS et NM). Les

critères d'exclusion étaient les mêmes que dans la première étape. Lors des deux étapes, en

cas de discordance dans la sélection, les deux chercheurs ont discuté des divergences jusqu'à

ce qu'un consensus soit atteint.

Pour les études incluses, des données organisationnelles (lieu de production, professionnels

impliqués), des données techniques (type de dispositif médical imprimé, technologie et

matériaux) et des données économiques (postes de coûts ou d'économies) ont été recueillies.

Lorsque les coûts n'étaient pas en dollar américain, les monnaies locales ont été converties

en USD en utilisant le taux de change relatif à la période de l'étude (la période pendant

laquelle les données sur les coûts ont été collectées). Les valeurs ont ensuite été ajustées à

l'aide des taux d'inflation du dollar américain jusqu'à l'année de base de l'analyse (c'est-à-dire

2019)249. Les taux de change de la Banque mondiale ont été utilisés comme source.

Page 102: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

101

2.2 Evaluation de la qualité des études incluses

Afin d'évaluer la qualité des études incluses, nous avons utilisé deux grilles de vérification

établies pour évaluer la qualité des rapports et la qualité méthodologique des études

économiques. Ces outils sont tous des instruments qualitatifs. En cas de classifications

discordantes, les deux chercheurs (CS et NM) ont discuté des divergences jusqu'à ce qu'un

consensus soit trouvé. Tout d'abord, nous avons utilisé la grille CHEERS (Consolidated Health

Economic Evaluation Reporting Standards), qui est un outil utilisé pour évaluer la qualité des

rapports des études en économie de santé 250. Cet instrument comprend 24 points répartis en

six catégories (titre et résumé, introduction, méthodes, résultats, discussion et autres) ; nous

avons attribué un point si l’item était complet, un demi-point pour une réponse partielle et

aucun point si l'information était absente. Le score maximum pouvant être atteint avec cet

outil est normalement de 24. Néanmoins, certains points n'étant pas applicables, un score

maximum atteignable a été calculé pour chaque article. Nous avons également évalué le

niveau de preuve des études incluses en utilisant l'échelle à cinq niveaux de Sackett et al. 251.

Ce système de notation permet d'identifier rapidement la qualité méthodologique de l'étude

sur le plan clinique.

3 Résultats

3.1 Sélection des études

Après exclusion des doublons, 473 études ont été identifiées, dont 429 ont été exclues sur la

base du titre et du résumé (Figure 25). Sur les 44 études restantes, 35 ont été exclues après

l'analyse du texte intégral. Ainsi, neuf études répondaient aux critères d'éligibilité et ont été

incluses dans la revue systématique 192,252–259. Les caractéristiques des études incluses sont

résumées en Annexe 10. Les neuf études ont été publiées entre 2015 et 2019. Les dispositifs

imprimés étaient principalement des modèles anatomiques (n=6). Les autres dispositifs

imprimés étaient des instruments chirurgicaux (n=2), un simulateur7 (n=1) et un guide

chirurgical (n=1). Aucune étude n'a évalué les coûts de production d'un implant. Dans six

études (67 %), l'impression des dispositifs s'est faite en interne.

7 Un simulateur est un dispositif reproduisant l’anatomie du patient et qui essaie de reproduire le plus fidèlement

possible les caractéristiques biomécaniques des tissus afin de simuler une intervention chirurgicale.

Page 103: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

102

Figure 25 : Diagramme de sélection des études

Références identifiées par recherche

dans les bases de données n = 790

MEDLINE n = 398

EMBASE n = 392

NHS EED n = 0

Article complet sélectionné et revu

n = 44

Titres et résumés exclus

n = 429 Pas d’application hospitalière : 161

Pas d’évaluation économique : 119

Pas impression 3D : 37

Pas d’application humaine : 33

Prothèse externe : 27

Pas d’abstract : 24

Conférence : 13

Autre langue : 5

Dentaire: 10

Références incluses dans la revue

n = 9

Article complet exclu

n = 35 Pas une évaluation économique

: 24

Pas de texte intégral : 7

Conférence : 3

Revue : 1

Iden

tifi

cati

on

Séle

ctio

n

Elig

ibilit

é

In

clu

sio

n

Références sélectionnées après ex-

clusion des doublons

n = 473

Autres références identifiées dans des

sources annexes

n = 0

Page 104: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

103

3.2 Qualité des études incluses

Selon la grille CHEERS, la qualité des études incluses était médiocre. Le nombre d’items bien

présents selon les recommandations pour chaque étude allait de 1,5 à 9 avec une moyenne

de 4 (le score maximum atteignable était de 22 ici). Selon l'échelle à cinq niveaux de Sackett

et al. six études ont été classées au niveau IV, deux au niveau III et une au niveau II.

3.3 Evaluation des coûts

Neuf types de coûts ont été identifiés dans ces études : coûts des matériaux d'impression

(n=6), coûts en personnel (n=3), coûts de la salle d'opération (n=3), abonnement au logiciel

(n=2), achat et maintenance d'une imprimante 3D (n=2), achat de l'appareil imprimé auprès

d'un fournisseur externe (n=2), coûts d'électricité (n=1), un composant auxiliaire pour le

simulateur (n=1) et des services annexes tels que la simulation préopératoire (n=1).

Le coût du matériel est le coût le plus fréquemment signalé et varie de moins de 1 USD à 150

USD 252,253,255,256,258,259. Parmi ces études, quatre portaient sur un modèle anatomique, deux sur

des instruments chirurgicaux et une sur un simulateur. Le coût d'impression ne semble pas

être plus élevé pour un instrument (2,77 USD selon Rankin et al., avec le coût d'achat de

l'imprimante) que pour un modèle anatomique (jusqu'à 150 USD selon Witowski et al., en

coûts matériels uniquement).

Le deuxième coût le plus souvent cité dans les études était le coût en personnel 253,255,257.

Dans l'étude de Legocki et al. 253, le coût d'un modèle a été calculé à partir des coûts

matériels et des coûts en personnel et a été estimé à environ 90 USD. Resnick et al. 257 se sont

concentrés sur les coûts en personnel en mesurant avec précision le temps consacré à

chaque tâche et ont estimé ce coût entre 2 700,52 et 2 883,62 USD.

Le coût de bloc opératoire a été pris en compte dans trois études 192,252,254. La définition de ce

que ce coût comprenait n'était pas clairement indiquée dans les études incluses. Pour King et

al. 252, ce coût était fondé sur le coût de la salle d'opération par minute dans leur institution

(101,16 USD par minute). Pour Li et al. 254, ce coût était de 4 614 USD/heure et comprenait

l'anesthésie et tous les coûts connexes. Dans l'étude de Yang et al. 192, ce coût de bloc

opératoire a été inclus dans les coûts hospitaliers sans autre précision.

L'achat et l'entretien de l'imprimante 3D sont mentionnés dans quatre études, mais pris en

Page 105: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

104

compte dans le calcul des coûts dans deux études seulement 252–254,256. Ce coût d'achat de

l'imprimante variait entre 2 199 et 6 590 USD.

Trois études ont comparé les coûts entre la chirurgie standard et la chirurgie avec utilisation

de l’impression 3D 192,252,254. Deux études ont conclu que l'utilisation de l'impression 3D réduit

les coûts en réduisant le temps opératoire 252,254.

Trois études ont également comparé les coûts de la production internalisée et externalisée

253,254,257. Resnick et al. 257 ont comparé la production d'un gabarit chirurgical par impression

3D externalisée à une production manuelle internalisée. Seul le temps du personnel a été pris

en compte dans le calcul des coûts et les auteurs ont constaté une différence significative en

faveur de la production externalisée. Li et al. 254 ont déterminé qu'il y a un intérêt

économique à internaliser la production lorsque plus de 27 cas sont effectués par an.

4 Discussion

Dans les premières années du développement de la technologie d'impression 3D dans le

domaine médical, les coûts supplémentaires associés à cette technologie innovante étaient

perçus comme prohibitifs par de nombreux utilisateurs. Avec la standardisation de cette

technologie, une évaluation des coûts est devenue essentielle pour déterminer son

éventuelle intégration dans la prise en charge des patients. Dans ce contexte, nous avons été

quelque peu surpris de trouver si peu d'études sur ce sujet et la plupart d’entre elles étaient

globalement de mauvaise qualité.

Sur les neuf études, quatre ont pour objectif principal ou secondaire l'évaluation de ces coûts.

Dans d'autres cas, les coûts ne sont que des données supplémentaires, brièvement évaluées.

Cette revue de la littérature met donc en évidence un manque de robustesse dans la

méthodologie de ces études économiques voire l’absence de véritable analyse médico-

économique.

Au total, dans ces neuf études, seuls neuf postes de dépenses ont été évalués. Aucune

comparaison n'est possible entre ces études car les coûts pris en compte sont trop

hétérogènes, allant du simple coût du matériel aux coûts de la main d'œuvre. Si l'on ne

considère que le coût du matériau, le coût d'impression d'un dispositif est faible : moins de

150 USD 252–254,258,259. Les différences observées s'expliquent par le type de matériau utilisé, de

Page 106: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

105

la quantité nécessaire et de la complexité du dispositif à imprimer 259. En revanche, dès que

l'on considère les coûts d'équipement et de personnel, le coût est beaucoup plus élevé et

peut atteindre plusieurs milliers de dollars (USD). Il semble que certains postes de dépenses,

tels que l'achat d'une imprimante ou l'abonnement à un logiciel, ne soient presque jamais

pris en compte, alors qu'ils peuvent avoir un impact significatif sur le coût de production.

De même, la modification de la logistique autour de la mise en œuvre de cette production

3D peut générer des coûts supplémentaires liés à la nécessité de déployer ou d'ajouter des

activités nouvelles (plus ou moins spécifiques) dans l'établissement de soins, comme la

stérilisation ou la planification préopératoire virtuelle. Ainsi, le temps en personnel consacré à

ces nouvelles activités doit être pris en compte dans l'évaluation économique. C'était

notamment le but de l'étude menée par Resnick et al. 257. Ils ont mesuré le temps passé à

chaque étape du cycle de production et en ont déduit les coûts en termes de personnel.

Dans leur centre, la planification virtuelle avec impression en 3D était moins coûteuse que la

méthode manuelle traditionnelle. Il semble donc très important de définir clairement le cycle

de production et les personnes impliquées pour obtenir une évaluation précise des coûts.

Cependant, sur les neuf études incluses, seules deux citent au moins un des professionnels

impliqués, et une seule détaille le rôle de chacun d'entre eux 255,257,259.

Au départ, l'achat d'une imprimante 3D, dont le coût pouvait dépasser 500 000 USD 3, n'était

pas envisageable pour les établissements de santé, qui devaient alors se tourner vers des

prestataires de service tiers. Étant donné que ces prestataires facturent non seulement l'achat

d'un dispositif médical mais aussi les services associés, le coût d'un dispositif médical varie de

quelques centaines de dollars (USD) à plus de 20 000 USD, selon la complexité du dispositif à

imprimer 260. Avec l'avènement des imprimantes à bas prix, la production internalisée s’est

développée et permet donc d'obtenir des dispositifs médicaux à moindre coût. Dans la

présente revue de la littérature, trois études comparent les coûts de la production

internalisée par rapport à la production externalisée 253,254,257. Legocki et al. 253 estiment le

coût de leur modèle à moins de 100 USD, alors que le même dispositif médical acheté auprès

d’un prestataire tiers coûterait plus de 2 000 USD. Cependant, cette étude ne prend pas en

compte les coûts d'achat et de maintenance d'une imprimante 3D, ni les coûts de main-

d'œuvre. Li et al. (16) montrent qu'en tenant compte des coûts de maintenance, les centres

Page 107: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

106

qui n'utilisent que peu la technologie d'impression 3D seront davantage incités à se tourner

vers un prestataire externe.

Les études incluses dans cette revue se concentrent principalement sur les coûts

supplémentaires liés à l'utilisation de l'impression 3D. Trois études évaluent les économies

potentielles générées par cette technologie 252,254,257. King et al. 252 ont estimé une économie

de coûts de 1 608,45 USD par patient, uniquement sur la base de la réduction du temps

opératoire, mais ils n'ont pas pris en compte le coût de production du dispositif. Selon Li et

al. 254, sur la base d'une réduction de deux heures du temps opératoire et de quatre cas par

an, l'utilisation de l'impression en 3D permettrait d'économiser 4 122 USD grâce à

l’internalisation de la production et 20 756 USD avec la production externalisée. En tenant

compte des coûts d'achat et de maintenance des imprimantes 3D, les auteurs estiment qu’au

moins 27 cas par an doivent être réalisés avant de dégager un intérêt économique à

internaliser la production. Ballard et al. 261 ont également estimé, à partir d'une revue de la

littérature, les économies réalisées grâce à la réduction du temps opératoire liée à la

technologie d'impression 3D, et ont calculé une économie allant de 1 835 à 11 094 USD par

cas chirurgical pour un modèle anatomique et de 681 à 4 115 USD par cas chirurgical pour

un implant patient-spécifique. Ils estiment quant à eux que 63 modèles et/ou implants est le

nombre minimum de cas requis par an pour avoir un intérêt économique à internaliser cette

production.

À la lumière de la présente étude, il n'existe aucune preuve économique qui montre

clairement la rentabilité de l'impression 3D en chirurgie. Dans certaines conditions, plusieurs

études ont montré les économies potentielles qui peuvent être réalisées grâce à cette

technologie, mais il s'agit de modèles très dépendants du contexte et la « généralisabilité »

de ces résultats semble limitée. Malgré les limites des études incluses, ces résultats

permettent de mieux connaître l'impact économique de l'impression 3D en chirurgie. Nous

pensons que ces informations sont tout de même précieuses pour les décideurs en milieu

hospitalier, car elles mettent en évidence les sources des coûts de cette technologie et

pourraient aider à anticiper et à planifier l'introduction de l'impression en 3D. Face à une

demande croissante de technologies innovantes et coûteuses telles que l'impression 3D, une

démarche de type évaluation des technologies de la santé (ETS) semble essentielle en milieu

Page 108: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

107

hospitalier pour orienter les décisions et aider les responsables hospitaliers à choisir les

meilleures stratégies pour leur établissement de santé 262. En outre, la présente étude

souligne également les impacts organisationnels singuliers de cette technologie. De notre

point de vue, les évaluations économiques ne sont pas suffisantes pour saisir pleinement

l'impact potentiel de l'impression 3D, et des évaluations organisationnelles spécifiques sont

nécessaires pour comprendre les aspects multidimensionnels de la mise en œuvre de cette

technologie 263.

Le présent travail possède certaines limites qu'il convient de souligner. Premièrement, le petit

nombre d'études incluses dans la revue systématique ne nous permet pas de tirer des

conclusions solides concernant l'évaluation économique de l'impression 3D en chirurgie.

Deuxièmement, trois bases de données différentes ont été utilisées pour effectuer l'examen

systématique, mais il est possible que certaines études sur ce sujet aient été publiées dans

des sources de données autres que des revues scientifiques. Nous nous sommes concentrés

ici uniquement sur les articles publiés dans des revues scientifiques et n'avons pas inclus

d'études issues de la littérature grise, car nous nous espérions recueillir des données de

bonne qualité. Troisièmement, nous avons utilisé la grille CHEERS pour évaluer la qualité des

articles identifiés, mais certaines études n'étaient pas vraiment des évaluations économiques

au sens propre du terme. Par conséquent, la grille CHEERS n'était probablement pas

l'instrument idéal pour statuer sur la qualité de tous les articles inclus. Néanmoins, nous

avons pensé que cette grille était l'outil le plus approprié (« le moins mauvais ») pour nous

aider à établir nos rapports. Enfin, et c'est là une autre limite de notre étude indépendante de

la méthodologie suivie, nous avons montré que la qualité des articles retrouvés était

globalement médiocre.

5 Conclusion

Cette étude a démontré que très peu de données sont disponibles sur l’évaluation

économique de l’impression 3D en milieu hospitalier. Les postes de dépenses ou

d’économies potentielles ne sont pas clairement identifiées. De plus, ces coûts sont très

variables selon le mode d’approvisionnement choisi : fabrication internalisée dans

l’établissement de santé ou externalisée auprès d’un fournisseur tiers. Cet aspect sera

important à prendre en compte dans l’élaboration du modèle d’évaluation médico-

Page 109: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

108

économique que nous développerons dans la discussion générale de ce travail.

Page 110: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

109

Chapitre 6 : Evaluation de l’impact organisationnel

1 Introduction

L’évaluation des technologies de santé (ETS ou encore Health technology assessment en

anglais) a été récemment définie comme un processus multidisciplinaire qui utilise des

méthodes explicites pour déterminer la valeur d’une technologie de santé à différentes

étapes de son cycle de vie et dont l’objectif est d’éclairer la prise de décision afin de

promouvoir un système de santé équitable, efficient et de bonne qualité 264 . Cette discipline

s’intéresse non seulement à l’évaluation clinique des technologies de santé mais également à

leur évaluation médico-économique. Récemment, le champ de l’évaluation des technologies

de santé s’est élargi à d’autres domaines pour prendre en compte tous les bénéfices

possibles et différents experts du domaine ont proposé des cadres d’évaluation incluant des

aspects non cliniques 265.

Dans le contexte hospitalier, il est possible d’utiliser une démarche similaire à celle pratiquée

à l’échelon national 266. Cette forme d’ETS repose sur les mêmes principes, mais ne s’appuie

pas sur les mêmes ressources (moyens humains ou matériels) ou n’intègre pas les mêmes

données d’entrée (données hospitalières). On parle communément d’ETS en milieu

hospitalier ou d’ETS hospitalière (en anglais, hospital-based health technology assessment).

Dans ce cadre de l’ETS hospitalière et de son modèle européen développé par le projet

AdHoptHTA (Adopting Hospital-Based HTA), dix domaines non cliniques sont à intégrer dans

l’évaluation avec notamment les aspects sociaux, légaux et politiques de la technologie de

santé 267.

Dans le cadre de l’évaluation d’un dispositif médical, cette évaluation non clinique est

particulièrement pertinente car l’effet d’un dispositif médical ne se résume pas uniquement

au bénéfice pour le patient 265. L’utilisation d’un dispositif médical est dépendant de son

environnement et peut engendrer des modifications sur l’organisation de l’offre de soins.

Parmi ces domaines non cliniques, l’impact organisationnel d’un dispositif médical est jugé

très pertinent à évaluer selon le cadre d’évaluation proposé par le projet AdHopHTA.

Appliqué aux dispositifs médicaux, selon Roussel et al., cet impact organisationnel (IO) peut

être défini de la façon suivante « l’IO s’intéresse aux conséquences (amont et aval) de

Page 111: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

110

l’introduction d’un dispositif médical en termes de ressources, de processus de production,

de mise à disposition, d’information/formation » 263.

Dans le cadre de l’impression 3D, les résultats de nos précédents travaux ont en effet mis en

lumière que l’un des principaux effets de cette technologie était une réduction du temps

opératoire. De plus, dans notre enquête européenne, l’une des principales limites à

l’utilisation de l’impression 3D était la complexité du circuit logistique. Ainsi, l’IO de

l’impression 3D semble incontournable et il nous a paru très pertinent d’approfondir cet

aspect.

Ce chapitre présente une enquête dont l’objectif est de faire ressortir les différents impacts

organisationnels de l’impression 3D et d’en évaluer leur importance relative. Cela permettra

dans un second temps de déterminer ceux qui sont pertinents à inclure dans l’évaluation de

l’impression 3D à l’hôpital pour les DM chirurgicaux.

2 Matériel et Méthodes

Afin de réaliser cette enquête, nous avons choisi l’entretien semi-directif comme outil

d’investigation. Celui-ci permet par son aspect qualitatif d’approfondir des hypothèses et de

vérifier des informations collectées par ailleurs. Le guide d’entretien doit combiner des

questions ouvertes et fermées. Dans le contexte de notre enquête, l’entretien semi-directif en

présentiel restant la référence, nous privilégierons ce mode d’entretien 268. Toutefois, si ce

mode d’entretien n’est pas réalisable pour des questions pratiques, nous nous gardons la

possibilité d’effectuer des entretiens par téléphone.

2.1 Sélection des participants

Afin d’avoir différents points de vue sur tous les aspects organisationnels de l’impression 3D

à l’hôpital, nous avons souhaité inclure dans notre enquête des professionnels ayant des

connaissances dans deux domaines différents : l’utilisation de l’impression 3D à l’hôpital et

l’évaluation des technologies de santé.

Concernant les profils ayant des connaissances sur l’impression 3D, nous avons souhaité

recruter des intervenants qui prenaient une part active dans le circuit de l’impression 3D à

l’hôpital, nous avons donc ciblé des chirurgiens, des pharmaciens et des ingénieurs

biomédicaux. Les indications de l’impression 3D étant très nombreuses, nous avons souhaité

Page 112: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

111

interroger des chirurgiens de différentes spécialités chirurgicales.

Concernant les profils ayant des connaissances en évaluation des technologies de santé, nous

avons orienté notre recherche sur des économistes de la santé hospitaliers.

Les participants pouvaient avoir des compétences dans l’un et/ou l’autre de ces domaines. La

recherche de ces profils s’est faite à partir de la littérature scientifique. Dans une approche

qualitative, la taille de l’échantillon n’est pas primordiale en comparaison à sa composition.

Afin d’obtenir un panel représentatif et dans un souci d’atteinte de la saturation théorique

des données, nous avons souhaité inclure entre 10 et 15 participants 269.

2.2 Elaboration du guide d’entretien

Le guide d’entretien (Annexe 11)a été élaboré de façon à aborder les douze types d’impact

organisationnel définis dans la publication de Roussel et al 263. Le tableau 18 liste et définit

ces douze types d’impact.

Page 113: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

112

Tableau 18 : Types d'impact organisationnel (selon Roussel et al)

Type d’impact

organisationnel

Définition

Parcours de prise en charge du

patient

Typologies et chronologie des tâches et personnels qui

interviennent tout au long d’un parcours de prise en

charge/soins

Flux de patients Durée affectée à chaque tâche

et nombre de patients pouvant être absorbé par le

système étudié

Type et niveau d’implication du

patient

Evaluation qualitative du transfert vers les patients d’actes

initialement réalisés par des professionnels de santé

Processus de travail ou

production de soins

Mise en œuvre d’une étape précise de la chaîne de

production de soins

Besoin en formation et niveau

d’implication des acteurs

Evaluation qualitative et quantitative du besoin en

formation des utilisateurs

Coopération et mode de

communication

Relations entre les différents acteurs du circuit. Il peut

s’agir de relations contractuelles

Modalités de suivi et vigilance Mise en place d’un circuit particulier de suivi ou d’une

vigilance particulière et spécifique

Sécurité et conditions de travail Modification du niveau de risque pour les professionnels

dans le cadre de leurs conditions de travail

Accessibilité Impact sur l’offre de soins et soutenabilité financière

Allocation budgétaire Modification de la répartition des budgets sur des

enveloppes différentes. Il ne s’agit pas d’une évaluation

quantitative

Conception architecturale et

infrastructure

Description des modifications architecturales nécessaire à

l’implantation

Circuit logistique Evaluation qualitative de la modification du circuit

logistique à mettre en place

Pour chacun de ces types d’impact organisationnel, le participant devait déterminer si le

recours à l’impression 3D est lié à ce type d’impact. Il devait ensuite en évaluer l’importance

selon l’échelle suivante : effet fortement négatif, modérément négatif, absence d’effet, effet

modérément positif ou fortement positif. Il était également demandé au participant d’illustrer

sa réponse à l’aide de trois exemples. Afin de ne pas orienter les réponses des participants,

aucun exemple n’était donné par l’enquêteur mais une définition du type d’impact pouvait

être proposée au participant pour en faciliter sa compréhension.

Page 114: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

113

Afin de préciser le profil des répondants, il était demandé en début d’entretien leur niveau de

connaissances en impression 3D et en évaluation des technologies de santé. Ce niveau

pouvait être soit faible, modéré ou fort.

Pour l’analyse des résultats, les réponses ont ensuite été regroupées en trois classes : impact

négatif, absence d’impact et impact positif. Il a été considéré qu’un consensus fort était

obtenu lorsqu’au moins 75% des réponses sont contenues dans une classe et qu’un

consensus modéré est obtenu lorsqu’au moins 50% des réponses sont contenues dans une

classe. Dans les autres cas, nous avons considéré qu’aucun consensus n’était atteint.

Au préalable, ce guide d’entretien a été testé avec un pharmacien hospitalier pour vérifier la

bonne compréhension des items et évaluer la durée de l’entretien. Suite à ce test, une

définition de certains types d’impact a été ajoutée au questionnaire.

3 Résultats

3.1 Profil des participants

Au total douze personnes ont été incluses dans l’enquête : quatre chirurgiens, quatre

pharmaciens, trois économistes de la santé et un ingénieur biomédical. Les spécialités

chirurgicales représentées étaient la chirurgie maxillofaciale (n=2), la chirurgie plastique et la

chirurgie urologique. Les chirurgiens exerçaient soit en CHU (n=3) soit en établissement privé

d’intérêt collectif (n=1). Les pharmaciens exerçaient tous en CHU et étaient responsables de

l’approvisionnement en dispositifs médicaux (n=3) ou de la stérilisation (n=1). Un des

économistes de la santé exerçait dans un centre d’investigation clinique tandis que son

confrère et l’ingénieur biomédical exerçaient dans des cellules innovations de CHU.

Les connaissances en impression 3D étaient fortes pour 4 (33%) participants, modérées pour

5 (42%), et faibles pour 3 (25%) d’entre eux. La majorité des participants avaient des

connaissances fortes en évaluation des technologies de santé (n=8, 67%). Seule un

participant a déclaré avoir des connaissances faibles en ETS.

Page 115: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

114

3.2 Synthèse des résultats

Les consensus obtenus pour chacun des items sont présentés dans le tableau 19.

Tableau 19 : Consensus obtenus pour chacun des items d'impact organisationnel

Type d’impact organisationnel Consensus obtenu Importance de l’impact

Parcours de prise en charge du patient Consensus modéré Absence d’impact

Flux de patients Pas de consensus

Type et niveau d’implication du patient Consensus modéré Impact positif

Processus de travail ou production de

soins

Pas de consensus

Besoin en formation (A)

Niveau d’implication des acteurs (B)

A : Consensus fort

B : Consensus modéré

A : Impact positif

B : Absence d’impact

Coopération et mode de communica-

tion

Consensus fort Impact positif

Modalités de suivi et vigilance Consensus modéré Pas d’impact

Sécurité et conditions de travail Consensus modéré Pas d’impact

Accessibilité Consensus modéré Impact négatif

Allocation budgétaire Pas de consensus

Conception architecturale et infrastruc-

ture

Pas de consensus

Circuit logistique Consensus fort Impact négatif

Page 116: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

115

3.2.1 Les types d’impact avec consensus fort

Figure 26 : Les trois types d’impact organisationnel ayant obtenu un consensus fort. Les

résultats sont exprimés en pourcentage de répondants selon l’importance de ce type d’impact

0%20%40%60%80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Besoin de formation et niveau d’implication des acteurs

Besoin en formation Implication des acteurs

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Coopération et mode de communication

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Circuit logistique

Page 117: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

116

Trois types d’impact organisationnel ont obtenu un consensus fort : le besoin en formation, la

coopération et le mode de communication, et le circuit logistique (Figure 26).

3.2.1.1 Le besoin en formation des acteurs

Tous les répondants ont jugé que le recours à l’impression 3D nécessitait une formation

importante des acteurs pour l’acquisition de nouvelles compétences. L’exemple le plus

fréquent concernait le chirurgien et sa formation à la modélisation 3D et à la conception

assistée par ordinateur. Ce besoin en formation a été perçu comme modérément positif

(58%) à fortement positif (33%) par les répondants. Seul un participant a jugé ce besoin en

formation comme un effet négatif (8%).

3.2.1.2 La coopération et le mode de communication

Au total, 75% des participants ont estimé que le recours à l’impression 3D a un effet positif,

soit modéré (42%) soit fort (33%) sur la communication entre les acteurs du circuit de

l’impression 3D à l’hôpital. Selon eux, cela permet de décloisonner les différents corps de

métiers (chirurgiens, médecins, pharmaciens, radiologues…) et introduit de nouvelles

communications avec des acteurs extérieurs.

3.2.1.3 Le circuit logistique

Là également, 75% des participants ont jugé que le recours à l’impression 3D avait un effet

négatif, soit modéré (58%) soit fort (17%) sur le circuit logistique. Il a été estimé que ce circuit

logistique se complexifie, ce qui entraine potentiellement un allongement du délai

d’obtention du dispositif médical.

Page 118: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

117

3.2.2 Les types d’impact avec consensus modéré

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Parcours de prise en charge du patient

0%

10%

20%

30%

40%

50%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Type et niveau d’implications du patient

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Modalités de suivi et vigilance

Page 119: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

118

Figure 27 : Types d'impact organisationnel ayant obtenu un consensus modéré

Six types d’impact organisationnel n’ont obtenu qu’un consensus modéré : le parcours de

prise en charge du patient (absence d’effet), le type et niveau d’implication du patient

(impact positif), le niveau d’implication des acteurs (absence d’effet), les modalités de suivi et

vigilance (absence d’effet), la sécurité et les conditions de travail (absence d’effet) et

l’accessibilité (effet négatif) (Figure 27).

Concernant le parcours de prise en charge des patients, 60% des répondants estiment que

l’impression 3D n’a pas d’effet sur cet item étant donné que cela ne nécessite pas d’examens,

ni de consultations supplémentaires. Pour les 17% ayant estimé qu’il y avait un effet

modérément positif, cela a été justifié par le fait qu’il était attendu une diminution de

l’hospitalisation et des ré-hospitalisations.

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Sécurité et conditions de travail

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Accessibilité

Page 120: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

119

Concernant l’implication du patient, les réponses étaient partagées entre une absence

d’impact (42%), un impact fortement positif (33%) et un impact modérément positif (25%).

L’aspect positif a été expliqué par une meilleure compréhension de la pathologie par le

patient, ce qui se matérialise par une plus grande adhésion au projet chirurgical et une

appropriation de son traitement. Un répondant a néanmoins précisé que dans ce cas,

l’impression 3D n’était qu’un outil qui pouvait aider à la compréhension mais que cette

implication était plus fortement liée à la capacité du chirurgien à communiquer avec son

patient. A l’inverse, l’absence d’impact était expliquée par le fait que les patients n’étaient pas

prévenus que leur prise en charge impliquait l’utilisation de dispositifs imprimés en 3D.

Pour les modalités de suivi et les vigilances, les réponses se partageaient majoritairement

entre l’absence d’impact (55%) car aucun suivi supplémentaire du patient n’était nécessaire,

et un impact modérément négatif (36%) lié à la nécessité d’un renforcement de la traçabilité

et de la matériovigilance de ces dispositifs pour lesquels le recul sur leur sécurité est trop

faible.

Enfin, concernant la sécurité et les conditions de travail, les répondants sont partagés sur ce

point. Certains ont estimé que la sécurité de l’utilisateur est accrue pendant l’opération grâce

à ces dispositifs adaptés au patient permettant de diminuer la prise de risque pour

l’opérateur, mais cet aspect est contrebalancé par l’exposition à des produits potentiellement

nocifs, comme les résines d’acrylates, lors d’une production internalisée.

Page 121: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

120

3.2.3 Les types d’impact sans consensus

Figure 28 : Les cinq types d'impact organisationnel pour lesquels aucun consensus n'a pu être

obtenu

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Flux de patient

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Allocation budgétaire

0%

20%

40%

60%

80%

100%Fortement négatif

Modérément négatif

Absence d'impactModérément positif

Fortement positif

Conception architecturale et infrastructure

Page 122: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

121

Aucun consensus ne peut être dégagé pour les quatre types d’impact suivants : le flux de

patients, le processus de travail ou la production de soins, l’allocation budgétaire, la

conception architecturale et l’infrastructure (Figure 28).

3.2.3.1 Le flux de patients

Les réponses obtenues se répartissent de la façon suivante : absence d’effet 50%, effet

modérément positif 33%, fortement positif 8% et modérément négatif 8%. Les arguments en

faveur d’un effet positif se référaient à l’attractivité possible pour les patients, tandis que ceux

en faveur d’un effet négatif ciblait l’augmentation de la durée des différentes étapes de la

prise en charge du patient.

3.2.3.2 Le processus de travail ou la production de soins

Les participants considèrent que le recours à l’impression 3D a bien un effet sur ce type

d’impact, seul l’un d’entre eux ayant jugé une absence d’effet. En revanche, aucun consensus

n’est établi pour savoir si cet effet est positif ou négatif.

3.2.3.3 L’allocation budgétaire

La moitié des participants ont répondu que le recours à l’impression 3D n’avait pas d’effet sur

l’allocation budgétaire, tandis que l’autre moitié estimait que l’effet était négatif. La

justification pour l’absence d’effet était principalement liée au fait qu’à ce jour l’impression

3D n’est peu voire pas financée expressément dans les établissements de santé et que la

plupart des utilisations sont financées par des programmes de recherche.

3.2.3.4 La conception architecturale et l’infrastructure

Pour cet item, les réponses sont diversement réparties entre les catégories d’effet : 20%

d’effet fortement négatif, 30% d’absence d’effet, 40% d’effet modérément positif et 10%

d’effet fortement positif. Bien que tous les répondants s’accordent à dire que l’internalisation

de la production entraine une modification nécessaire de l’infrastructure hospitalière, certains

d’entre eux jugent cet aspect positif, la mise en place d’une zone de production dédiée avec

contrôle d’air permettant de sécuriser la production avec l’application des bonnes pratiques

de fabrication (tout en limitant les risques d’exposition à des agents chimiques ), tandis que

d’autres jugent cet aspect négatif car la mise en place indispensable d’un tel espace nécessite

un investissement humain et financier important et donc freine l’intégration de cette

technologie dans l’organisation mise en place.

Page 123: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

122

4 Discussion

Bien que l’évaluation de l’impact organisationnel soit jugée très pertinente dans les différents

modèles d’ETS, celle-ci reste encore confidentielle dans le domaine des dispositifs médicaux

263,270. Or, selon les conclusions du projet européen Medtech HTA qui a pour but d’améliorer

la méthodologie d’évaluation de dispositifs médicaux, il est indispensable d’intégrer des

facteurs organisationnels dans l’évaluation car ils sont prédictifs de l’adoption et de la

diffusion d’une technologie. En 2015, à partir d’une recherche bibliographique large dans

Medline, Roussel et al. n’ont trouvé aucun exemple de détermination de l’impact

organisationnel de dispositifs médicaux. Ceci peut notamment s’expliquer par l’absence

jusqu’à très récemment d’une méthodologie validée dans ce domaine. Pour autant, on a pu

voir se développer ces dernières années des méthodologies innovantes pour l’évaluation de

dispositif médicaux applicables en milieu hospitalier 271,272.

L’impression 3D est une technologie innovante en pleine phase de diffusion dans les

établissements de santé, c’est pourquoi la détermination de son impact organisationnel nous

a paru indispensable pour mieux appréhender l’effet de cette technologie sur l’organisation

des soins. Cette étude a permis d’identifier clairement trois types d’impacts organisationnels

de l’impression 3D : un effet positif sur le besoin en formation et sur la coopération et le

mode de communication entre les différents acteurs du circuit, et un effet négatif sur le

circuit logistique. Il est intéressant de constater que dans un travail de recherche académique

récent sur l’implémentation de l’impression 3D en cardiologie 273, les auteurs ont montré que

la coopération et le mode de communication entre les différents acteurs étaient essentiels

pour la réussite de cette entreprise 273. Ils recommandent en particulier d’impliquer des

« leaders cliniques » afin d’obtenir une adhésion forte au projet. Par ailleurs, ils soulignent

aussi l’importance de la formation dans le domaine afin de favoriser une approche mature et

réfléchie de la question.

Il est important de préciser que la détermination d’un impact organisationnel doit se faire

selon un horizon temporel bien défini. En effet, les résultats obtenus en 2020 ne seront pas

transposables dans quelques années car on peut imaginer que l’intégration de cette

technologie dans la pratique clinique aboutira à la mise en place de processus lissant certains

impacts comme la complexification du circuit logistique par exemple. Cette temporalité peut

Page 124: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

123

également expliquer l’absence de consensus pour certains items tels que l’allocation

budgétaire ou la conception architecturale. Dans le premier cas, l’impression 3D ne bénéficie

pas à ce jour d’un financement spécifique dans les établissements de santé. Il n’y a donc pas

de transfert de ressources économiques d’un autre dispositif en faveur d’un dispositif

imprimé en 3D car celui-ci est financé par des programmes de recherche essentiellement à ce

jour. Dans le deuxième exemple, la production de dispositifs médicaux par impression 3D

pouvant être externalisée, ce qui est majoritairement le cas aujourd’hui, il n’y aura pas d’effet

sur la conception architecturale d’un établissement. A l’inverse, lorsque la production est

internalisée, la mise en place d’une zone de production dédiée a été jugée par les

participants comme un effet majoritairement positif.

Pour les six items restants, seul un consensus modéré a pu être obtenu. Deux raisons peuvent

expliquer cette situation : l’évaluation subjective de l’effet par les participants et une

méconnaissance de la définition des types d’impact organisationnel. Bien que la majorité des

répondants estiment avoir des connaissances fortes en évaluation des technologies de santé,

la définition des différents types d’impact organisationnel demeure peu connue et les notions

derrière chaque item peuvent être encore floues. De plus, les exemples de détermination

d’impact organisationnel appliqués aux dispositifs médicaux sont encore peu nombreux dans

la littérature, ce qui en limite la bonne compréhension.

Cette enquête met aussi en lumière la nécessité de hiérarchiser (ou pondérer) les différents

impacts organisationnels les uns par rapport aux autres. En effet, nous avons souligné ici

l’importance relative de certains impacts pour un panel représentatif de professionnels. Dans

une démarche qui viserait à les évaluer, cette pondération semble nécessaire pour fonder une

décision (d’utilisation, d’achat etc.) et donc en permettre une interprétation claire et

transparente.

Ce travail présente certaines limites que nous devons à présent évoquer. Tout d’abord, afin

de renforcer le consensus obtenu sur ces six items, il aurait fallu compléter cette première

enquête par la réalisation d’une deuxième phase selon la méthodologie mini-Delphi 274. Pour

chaque item, une synthèse des différents avis aurait été envoyée à chaque participant, en

précisant les exemples donnés par les autres répondants pour justifier leur réponse. Il aurait

été alors demandé à chaque utilisateur de confirmer ou de modifier sa réponse en regard des

Page 125: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

124

autres avis. Nous aurions pu ainsi nous affranchir des différentes interprétations de la

signification de chaque impact organisationnel. La pandémie à Covid19 ne nous a pas permis

hélas de réaliser cette démarche dans le temps imparti de la thèse. Toutefois, ce travail sera

complété selon cette méthode mini-Delphi et fera l’objet d’une publication.

Ensuite, la constitution de l’échantillonnage des participants est également une des

principales limites de cette enquête. Douze participants ont été inclus dans l’étude, ce qui ne

permet pas de garantir la représentativité des résultats. Néanmoins, dans une démarche

qualitative, cette représentativité a moins d’importance et par ailleurs, pour garantir la qualité

des réponses obtenues, nous avons choisi d’inclure des professionnels qui soit étaient partie

prenante dans le circuit hospitalier des dispositifs médicaux imprimés en 3D, soit avaient des

connaissances fortes sur l’ETS. Une enquête sur un échantillon plus large de professionnels

sur les implications organisationnelles de l’impression 3D serait toutefois intéressante à

mettre en œuvre. Enfin, comme nous l’avons déjà mentionné, la méconnaissance de la

thématique « impact organisationnel » par les participants a également été un frein pour

mener les entretiens. Bien qu’il s’agisse d’un sujet unanimement reconnu dans le domaine de

la santé, il reste encore mal compris. Ceci a donc dû sûrement poser des problèmes aux

répondants pour bien comprendre nos attentes dans le cadre de cette enquête, même si

toute l’aide contextuelle possible leur a été apportée pendant les entretiens pour faciliter

leurs réponses.

5 Conclusion

Cette étude a permis de faire ressortir trois types d’impact à intégrer dans un futur modèle

d’évaluation : le besoin en formation, la coopération et le mode de communication, et le

circuit logistique. Ces trois types d’impact sont en totale concordance avec les propos de

Blum et al. qui dans un rapport récent sur le sujet ont rapporté que plus que les compétences

techniques, l’enjeu essentiel de l’impression 3D sera d’apprendre les pratiques et les usages

collaboratifs qui permettent sa diffusion au sein de l’organisation 3. Concernant les types

d’impact avec un consensus modéré, la poursuite de cette enquête avec un deuxième tour

pourra permettre d’affiner les résultats et de mettre en lumière ceux sur lesquels le recours à

l’impression 3D a un effet, qu’il soit positif ou négatif. Ceci permettra à terme d’affiner encore

le modèle d’évaluation que nous pourrions proposer.

Page 126: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Discussion générale : Quel modèle pour l’évaluation

de l’impression 3D en chirurgie ?

Chapitre 7 : Les différents modèles d’études médico-

économiques

1 Définition et types d’études

L’évaluation médico-économique se définit comme une analyse comparative de différentes

stratégies diagnostiques, thérapeutiques ou préventives, sur la base de leurs coûts et de leurs

résultats de santé. Il s’agit d’établir la rentabilité, ou l’efficience, d’une stratégie médicale en

déterminant non seulement les ressources engagées pour cette stratégie mais également les

avantages attendus 275. Ces avantages peuvent s’exprimer de différentes façons selon le modèle

d’évaluation retenu : diminution de la morbi-mortalité, augmentation de l’espérance de vie ou de la

qualité de vie, etc. Ce bénéfice recherché est un bénéfice collectif et non individuel pour un patient

donné. Théoriquement, l’évaluation médico-économique intervient donc après la phase de

recherche clinique qui elle a pour but de démontrer l’efficacité et la sécurité d’une nouvelle

stratégie. L’objectif de l’évaluation médico-économique est de déterminer quelle stratégie permet

d’obtenir le meilleur résultat en santé par unité monétaire engagée et constitue ainsi une aide à la

prise de décision médicale ou en politique de santé. Il ne s’agit donc pas d’un dispositif de maîtrise

des coûts de la santé car une évaluation médico-économique peut justifier la mise en œuvre d’une

intervention augmentant les dépenses de santé si cette augmentation est compensée par un

« bénéfice collectif » significativement supérieur.

Il existe différents modèles d’évaluation médico-économique (Figure 29) 276 :

Analyse Coût-Efficacité (ACE) : dans cette analyse, les conséquences des stratégies sont

évaluées à l’aide d’un critère de jugement clinique ou d’un indicateur objectif d’état de

santé. Il peut s’agir par exemple d’un nombre d’années de vie gagnées ou encore d’un

critère clinique (tension artérielle, taux de cholestérol…). Largement employée, elle utilise les

données d’efficacité de la médecine fondée sur les preuves (ou Evidence-Based Medicine)

mais reste limitée du fait qu’elle ne peut prendre en compte qu’une seule dimension d’effet.

Page 127: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

126

Analyse de Minimisation des Coûts (AMC) : L’AMC ne peut être employée uniquement

lorsque l’équivalence des conséquences médicales des stratégies à comparer a été

préalablement établie. Son objectif est de déterminer la stratégie la moins onéreuse. Ce

type d’étude nécessite de recenser les coûts engendrés et ceux évités. Elle n’est parfois pas

considérée comme un type d’évaluation médico-économique à part entière mais seulement

comme une simple évaluation économique.

Analyse Coût-Utilité (ACU) : l’ACU est une forme d’évaluation médico-économique dans

laquelle les conséquences des stratégies sont évaluées en unité d’utilité pour le patient. Elle

cherche ainsi à mesurer l’effet des interventions sur le bien-être des patients, à travers un

indicateur composite qui appréhende à la fois la quantité de la survie et la qualité de cette

survie. L’unité de mesure la plus utilisée pour cela est le QALY (Quality-Adjusted Life-Year

ou année de vie ajustée par sa qualité).

Analyse Coût-Bénéfices (ACB) : L’ACB vise à identifier et quantifier les conséquences

positives (bénéfice pour la société) et négatives. Ces conséquences sont évaluées en termes

monétaires, ce qui permet de les confronter directement aux coûts. Plus compliquée que les

autres à mettre en œuvre, cette méthode d’analyse n’est pas recommandée par la HAS.

Anlayse Coût-Conséquence (ACC) : L’ACC consiste à lister tous les coûts et toutes les

conséquences d’un programme de santé sans priorisation et sans en faire la synthèse. Le

décideur a ensuite toute liberté pour analyser ces données brutes selon la perspective qui

lui convient.

Coût

engagé

Impact

social

Impact sur

la qualité

de vie

Impact sur

la santé

Etude coût/efficacité

Etude coût/utilité

Etude coût/bénéfice

Figure 29 : Les différents types d’études médico-économiques (d’après la HAS)

Page 128: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

127

2 Les paramètres d’une étude médico-économique

2.1 La structure de l’évaluation médico-économique

Différents éléments structurent une évaluation médico-économique 276 :

La méthode d’évaluation en elle-même : ce choix dépend de la nature des conséquences

à prendre en compte (qualité de vie, durée de vie…) et donc de l’indicateur de résultat

retenu.

La perspective ou point de vue à adopter (patient, hôpital, assurance maladie, société…)

qui permet de définir les coûts et leur étendue.

La population à analyser : l’ensemble des individus dont la santé est affectée par les

interventions de manière directe ou induite.

Les interventions à comparer : il est souvent recommandé d’inclure parmi les stratégies

évaluées une stratégie de référence, correspondant si possible à la pratique courante, pour

éviter d’introduire un biais dans la comparaison. Cependant l’option « ne rien faire » peut

éventuellement être envisagée.

L’horizon temporel : la durée de l’étude doit permettre d’englober les principaux effets

des stratégies évaluées en termes de coûts et de conséquences. Le principe de base est de

retenir une durée qui permet de prendre en compte toute la séquence des coûts engendrés

et de faire ressortir tous les effets de santé générés par chacune d’elles. Il s’agit en cela de

ne pas biaiser la comparaison en faveur de l’une ou l’autre des stratégies. Par exemple, si au

moins l’une des stratégies a pour effet de modifier l’espérance de vie des patients, il faut

choisir un horizon temporel « vie entière » de façon à pouvoir prendre en compte ce

bénéfice sanitaire. Cette période de référence « vie entière » permet également de tenir

compte d’éventuelles complications ou séquelles à long terme et se révèle souvent

nécessaire.

La méthode d’actualisation : L’actualisation est nécessaire dès lors que l’on veut comparer

des valeurs monétaires relatives à des dates différentes. Cela reflète le fait que les coûts et

les conséquences n’auront pas la même valeur au présent et dans le futur. Cela permet de

rendre les coûts et les conséquences intervenant durant différentes années comparables.

2.2 L’évaluation de l’effet

La diversité des types d’études médico-économiques est liée à la diversité des effets qui peuvent

Page 129: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

128

être mesurés 275. Dans le cas d’une ACE, la mesure de l’effet est fondée sur des indicateurs

quantifiables et objectivement évaluables. La liste de ces indicateurs a été élaborée dans le cadre

de la médecine fondée sur les preuves. Ces indicateurs sont nécessairement pertinents du point de

vue clinique et se doivent donc d’être, en outre, faciles à mettre en œuvre car documentés par la

littérature clinique. Il peut s’agir d’indicateurs spécifiques d’une pathologie ou bien d’indicateurs

génériques, par exemple le nombre de cas de guérison ou le nombre de décès. L’une des

principales limites de l’ACE est qu’elle ne permet la comparaison des stratégies que sur un résultat

unidimensionnel d’efficacité. En effet, un traitement innovant peut, par exemple, améliorer la survie

au prix d’effets secondaires importants.

Ainsi, l’utilisation d’un indicateur composite, utilisé dans une ACU, permet de prendre en

considération les différents effets d’une stratégie. Il s’agit de capturer dans une seule et même

mesure l’espérance de vie, mesurée en années de vie, et la qualité de cette survie. Par exemple, les

QALY permettent de mesurer l’équivalent des années de vie en bonne santé qui peuvent être

gagnées grâce à des interventions sanitaires. Pour mesurer cette qualité de vie, de très nombreux

outils ont été développés. Il peut s’agir d’instruments très spécifiques d’une pathologie (par

exemple le « Karnofsky Performance Status » ou KPS pour classer les états d’autonomie des

patients sous chimiothérapie anti-cancéreuse) ou des instruments dits génériques qui peuvent être

utilisés pour plusieurs pathologies. Parmi les instruments permettant de mesurer la qualité de vie,

l’exemple le plus connu de ce type est l’échelle EuroQol-5D (EQ-5D) qui évalue la qualité de vie sur

différentes « dimensions », chacune reflétant une capacité fonctionnelle, physique, mentale etc. A

partir de ces échelles, il est possible de calculer un score, censé synthétiser en une mesure unique

les différentes dimensions de la qualité de vie ou plutôt un score d’ « utilité » globale. Ce score est

compris entre 0 (état de mort) et 1 (état de parfait bien-être). Le calcul des QALY se fait ensuite en

multipliant la durée de vie en années par le score (moyen) d'utilité mesuré pendant cette durée 277.

2.3 L’évaluation des coûts

La Haute Autorité de Santé (HAS) préconise de fonder une analyse économique sur une évaluation

des coûts de production uniquement 278,279. Elle distingue en effet deux types de coûts :

Les coûts directs : ce sont les coûts de production directement imputables aux

interventions évaluées. Il s’agit par exemple de la consommation de soins hospitaliers, de

biens médicaux, de transport…Aucune distinction n’est faite entre les coûts médicaux et les

coûts non médicaux.

Page 130: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

129

Les coûts indirects : il s’agit des coûts des conséquences négatives indirectement induites

par la maladie ou l’intervention thérapeutique mise en œuvre. Ce sont des pertes de

ressources qui peuvent par exemple résulter d’une mortalité précoce ou d’une incapacité

d’activité.

Il est indispensable au préalable de bien identifier les postes de dépenses des différentes stratégies

évaluées. Une fois ce périmètre défini, il faut ensuite estimer le volume de ces ressources utilisées

(nombre d’examens, nombre de séjours…) et valoriser ces coûts à proprement parler, c’est-à-dire

associer une valeur spécifique à chacune des ressources consommées. Par exemple, les coûts

hospitaliers peuvent être valorisés à partir des données par GHM (Groupe homogène de malades)

de l’Étude nationale de coûts (ENC) ou en ayant recours aux études de micro-costing 280.

3 La synthèse des données

Un ratio d’efficience ou ratio différentiel coûts-résultats (RDCR) peut ainsi être calculé pour

chacune des stratégies évaluées. On peut citer comme exemple le Rapport Coût-Efficacité

Incrémental (incremental cost-effectiveness ratio ICER), évoqué dans le guide méthodologique de

la HAS. Il s’agit du ratio entre la différence des coûts liée au changement d’une intervention sur la

différence observée d’effet (clinique) de l’intervention.

ICER = [coûts nouvelle stratégie – coûts ancienne stratégie] / [effet clinique nouvelle

stratégie – effet clinique ancienne stratégie]

Une représentation graphique des résultats peut être schématisée ainsi :

Figure 30 : Représentation graphique des résultats d’une analyse coût-efficacité

Dans le cas d’une étude coût/efficacité, la signification de chacun des quadrants est la suivante :

A

C

D

B

Δ Coûts

Δ Efficacité

Page 131: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

130

Quadrant A : Si la stratégie évaluée se trouve dans ce quadrant, cela signifie qu’elle est plus

onéreuse et moins efficace que la stratégie de référence.

Quadrant B : Si la stratégie évaluée se trouve dans ce quadrant, cela signifie qu’elle est plus

onéreuse et plus efficace que la stratégie de référence.

Quadrant C : Si la stratégie évaluée se trouve dans ce quadrant, cela signifie qu’elle est

moins onéreuse et moins efficace que la stratégie de référence.

Quadrant D : Si la stratégie évaluée se trouve dans ce quadrant, cela signifie qu’elle est

moins onéreuse et plus efficace que la stratégie de référence.

L’évaluation médico-économique étant un outil d’aide à la décision en santé, cette représentation

graphique permet de bien visualiser quelles stratégies peuvent être rejetées (quadrant A) ou

adoptées (quadrant D). En revanche, pour les stratégies présentes dans les deux autres quadrants,

la discussion reste entière et d’autres paramètres doivent être pris en compte pour la décision

finale (Figure 30).

En politique de santé, c’est la notion de ratio d’efficience seuil qui entre alors en jeu. On peut le

définir comme la valeur monétaire seuil d'une unité d'efficacité 277. Dans certains pays, ce seuil est

clairement défini au niveau national et institutionnel, comme en Angleterre, où il est fixé entre 20

000 et 30 000 £ 281. En France, il n’est pas officiellement défini mais des chercheurs français ont

récemment proposé un seuil compris entre 147 093€ et 201 398€ 282.

4 Utilisation des études médico-économiques dans la démarche

d’évaluation des technologies de santé

L’évaluation des technologies de santé (ETS ou encore Health technology assessment en anglais),

comme nous l’avons vu dans le Chapitre 6, offre aux décideurs politiques une aide à la décision en

vue de l’inclusion dans le système de santé de nouvelles technologies ce qui, dans un contexte de

ressources économiques limitées, permet de contribuer à la maîtrise de leur diffusion et leur

utilisation, en particulier pour les plus innovantes et coûteuses 283.

Dans cette démarche d’ETS, les études médico-économiques sont un outil majeur pour informer les

décideurs sur l’efficience des produits de santé. A l’heure actuelle, les études médico-économiques

sont essentiellement exigées dans une démarche de remboursement de produits de santé

« innovants » à l’échelle nationale, comme c’est le cas en France par exemple 284. Ainsi, dans le

cadre d’une procédure d’inscription ou de renouvellement d’inscription sur la liste des produits et

Page 132: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

131

des prestations remboursables (LPPR), une évaluation médico-économique est requise lorsque les

deux conditions suivantes sont remplies : (1) la reconnaissance ou la confirmation d’une

amélioration du service attendu majeure, importante ou modérée (ASA I, II ou III), sollicitée par

l’entreprise ; (2) la technologie est susceptible d’avoir un impact significatif sur les dépenses de

l’assurance maladie compte tenu de son incidence sur l’organisation des soins, les pratiques

professionnelles ou les conditions de prise en charge des malades et le cas échéant, de son prix 285.

Par conséquent, on notera que les études médico-économiques de type ACE ou ACU informent

plus généralement sur des effets populationnels et intéressent donc des décideurs politiques

prenant des décisions à l’échelle nationale et/ou régionale. Toutefois, ce type d’études semble

moins adapté à un contexte local et plus précisément dans la déclinaison hospitalière de l’ETS 286.

Dans cette approche d’ETS hospitalière, la technologie de santé est comparée à l’alternative

existante au sein de l’établissement et pas nécessairement au « gold standard » existant. L’ETS en

milieu hospitalier fonctionne de façon intégrée à l’établissement de santé comme outil d’aide à la

décision pour les décideurs locaux (directions, gestionnaires…). Son objectif est donc de

positionner différentes thérapeutiques les unes par rapport aux autres au sein de l’établissement

voire de définir la possible mise en concurrence de technologies de santé entre elles 287. Ainsi, il

existe une forme de consensus sur le fait que les études économiques (et donc non médico-

économiques au sens strict) les plus adaptées dans ce contexte sont les analyses d’impact

budgétaire plus que les ACU ou les ACE 288. L’ACC quant à elle, peut être une analyse intéressante

en phase pilote d’intégration d’une nouvelle technologie de santé, afin d’avoir une vision globale

des conséquences cliniques et non cliniques engendrées par cette technologie. Néanmoins,

l’absence de présentation synthétique des résultats en limite fortement l’intérêt dans le cadre d’une

ETS hopitalière.

5 Les limites de ces modèles pour l’évaluation de l’impression 3D

L’évaluation médico-économique à partir des modèles précédemment évoqués est fondée sur la

confrontation de données cliniques et économiques. Dans le cas de l’évaluation de l’impression 3D

en chirurgie, cette approche bidimensionnelle ne semble pas suffisante pour prendre en compte

tous les impacts de cette innovation technologique tels que nous les avons évoqués dans les

chapitres précédents.

Page 133: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

132

5.1 Les limites des critères pris en compte dans les modèles médico-économiques

5.1.1 L’intégration des coûts et du temps

En ayant à l’esprit le proverbe « le temps, c’est de l’argent », il est évident que le temps consacré à

une activité donnée possède une traduction économique. Notre travail a démontré que l’un des

principaux éléments d’évaluation du bénéfice de l’impression 3D est le temps potentiellement

gagné en salle d’opération. Toutefois, ce gain de temps peut être contrebalancé par le temps

nécessaire à la planification opératoire et à l’impression du dispositif sur mesure. Par conséquent,

comme déjà mentionné, le coût en salle d’opération n’est pas le même que celui en phase de

planification opératoire ou en phase de production. Cette distinction importante des temps a aussi

été soulevée dans la littérature 289. L’évaluation des coûts doit donc tenir compte de cet aspect très

particulier. De plus, en suivant cette réflexion, le temps peut aussi être considéré comme un critère

hybride et compatible aussi bien à un critère d’efficacité clinique qu’à un critère économique voire

organisationnel.

D’un point de vue clinique, une réduction du temps opératoire peut être associée à une réduction

des complications pour le patient telles qu’une diminution des pertes sanguines ou encore une

diminution des infections du site opératoire. D’un point de vue économique, le temps gagné au

bloc opératoire permet de diminuer la consommation de ressources (diminution de la

consommation en produits anesthésiants, diminution des coûts en personnel…). Enfin, d’un point

de vue organisationnel, ce temps gagné peut être réaffecté à la réalisation d’autres tâches qui

produiront de nouvelles ressources ou qui simplifieront et sécuriseront un circuit de soin 272.

Or, dans les modèles d’évaluation existants, les critères cliniques sont explicitement séparés des

critères économiques. Ainsi, ce critère hybride sera difficilement exploitable dans les modèles coût-

efficacité ou coût-utilité car il sera presque exclusivement affecté à la partie économique,

entrainant ainsi une sous-estimation de l’effet clinique de l’intervention, et occultant totalement la

dimension organisationnelle.

Dans les coûts considérés, Craig et al. notent aussi que les coûts d’investissement (et/ou de

structure) sont peu ou mal pris en compte dans les études sur les DM 290. Dans le cas des DM

imprimés en 3D, cette remarque est majeure, en particulier dans le cas d’une production interne, si

l’on considère le coût d’investissement dans l’imprimante elle-même, les coûts en consommables

et en logiciel, les éventuels travaux nécessaires pour aménager une zone de production dédiée, etc.

La prise en compte de ces coûts est nettement plus complexe que celle de produits de santé

consommés immédiatement comme un médicament ou un DM standard sans considération des

Page 134: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

133

éléments de production associés. En effet, ils font intervenir des notions d’amortissement qui sont

difficiles à intégrer dans les modèles médico-économiques classiques. Ce point a déjà été

largement soulevé dans la littérature à propos des DM dits d’équipement 291. Pour l’impression 3D,

selon Vitali et al., cet amortissement de l’imprimante 3D (souvent présentée comme

l’investissement le plus coûteux) ne serait pas l’élément essentiel du coût global car il deviendrait

négligeable en regard du nombre de patients traités et des coûts de consommables utilisés 289.

Enfin, toujours sur les imprimantes 3D et leur coût, il existe un large consensus concernant la baisse

continue de leur prix 292,293. Ceci soulève aussi un problème dans l’intégration de ces coûts aux

études médico-économiques car cette évolution rapide des prix peut avoir des conséquences

significatives sur un calcul de RDCR et l’interprétation du résultat obtenu, à moyen et long termes.

L’état stable (dit « steady-state ») du coût nécessaire à l’évaluation médico-économique et à son

interprétation est donc très/trop court comme l’avait déjà souligné Drummond et al. pour les DM

en général 291.

5.1.2 Les limites des QALYs et le choix des critères cliniques

Selon l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), les QALYs sont une unité de mesure pertinente

pour évaluer l’impact des technologies de santé innovantes sur la « survie » des patients ou sur leur

« qualité de vie » 294. Wilkinson et al. considèrent, qu’en dehors de ces impacts, cette approche

coût-utilité est insuffisante 295. En effet, la mesure des QALYs ne permet pas pour les dispositifs

médicaux (en général) de capter des éléments comme la « convenience » qui pourrait se traduire

en français par la « commodité », le « confort » voire l’ « utilité ». Ce terme de « convenience »

s’applique très bien aux caractéristiques des DM obtenus par impression 3D dont les bénéfices

peuvent concerner des aspects esthétiques ou encore de commodité/praticité opératoire voire de

préparation de l’opération. Cette insuffisance des évaluations de type coût-utilité dans le cadre de

l’impression 3D est soulignée aussi par Vitali et al. qui déplorent la non prise en compte des

conséquences organisationnelles dans cette approche médico-économique 289.

Enfin, l’impression 3D appliquée aux DM permet de passer d’une production standardisée de

masse à une production personnalisée de masse 3. La personnalisation ou la réalisation sur mesure

de DM pose des questions sur le choix des critères cliniques et sur la possibilité de les intégrer

dans un modèle médico-économique standard. Comme nous l’avons vu dans le Chapitre 4, il existe

une extrême hétérogénéité dans les critères cliniques utilisés au sein d’une spécialité commune

voire pour traiter une même pathologie. Le seul critère commun émergeant pour lequel nous

avons pu mener une méta-analyse était le gain de temps opératoire. Seulement, comme nous

Page 135: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

134

l’avons évoqué dans la section précédente, ce critère de temps est hybride voire pléomorphe

même dans son acception uniquement clinique.

5.2 Perspective hospitalière et prise en compte de l’impact organisationnel dans

l’évaluation du dispositif imprimé en 3D

5.2.1 Une évaluation médico-économique adaptée à la perspective hospitalière

Comme précédemment souligné, selon l’échelon où une démarche d’ETS est entreprise, les

attentes des décideurs, et donc la perspective choisie, varient. Ainsi, dans une démarche locale

d’ETS, il est évident que la perspective hospitalière prime. Or, dans cette situation, les études

médico-économiques utilisant une perspective sociétale ou dite « payeur » (en France, l’Assurance

maladie par exemple) ne sont pas ou sont trop peu informatives pour les décideurs locaux 296.

L’évaluation médico-économique qui s’intègre dans une démarche d’ETS hospitalière doit donc

tenir compte de cela pour être pertinente. En conséquence, l’évaluation d’un DM obtenu par

impression 3D ne consistera pas uniquement à évaluer un nouveau dispositif médical, son effet

produit et ses coûts dans un contexte hospitalier. L’impression 3D ayant un impact organisationnel

fort, comme nous l’avons vu dans le Chapitre 6, pour un établissement de santé, la prise en compte

de l’environnement dans lequel est utilisé ce dispositif médical semble capital pour sa complète

évaluation.

5.2.2 Prise en compte des aspects organisationnels

Dans un rapport de 2017, Blum et al. ont souligné qu’à l’heure actuelle les connaissances

manquantes autour de l’impression 3D sont plus socio-organisationnelles que techniques 3. Le

Chapitre 6 du présent travail nous a montré l’importance de ces critères organisationnels pour

évaluer le mieux possible les DM imprimés en 3D dans un contexte chirurgical.

5.2.2.1 L’effet du mode de production et la complexité logistique

Les études médico-économiques type ACE et ACU ne sont actuellement pas en mesure d’intégrer

facilement les coûts de production des dispositifs médicaux dans leur modélisation. Par extension,

les impacts organisationnels liés à la production du DM en 3D ne peuvent pas non plus être captés

en particulier lors d’une production internalisée. En effet, la conception du dispositif est issue d’une

collaboration entre les différents acteurs du circuit et ce, bien en amont de la production à

proprement parler. La conception numérique du DM est pluridisciplinaire et va nécessiter la mise

en place de nouvelles organisations et donc de nouvelles collaborations dont vont directement

dépendre l’efficience de la prise en charge du patient.

Outre la conception numérique, ce mode de production modifie également la chaîne

Page 136: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

135

d’approvisionnement en aval. La production est relocalisée, voire même internalisée, les dispositifs

sont imprimés à la demande évitant ainsi le stockage des dispositifs médicaux sur le lieu

d’utilisation. Néanmoins, cela induit une complexité logistique pour disposer « du bon dispositif au

bon moment pour le bon patient ». La mise en place de ce nouveau circuit logistique, intégrant de

nouveaux acteurs et de nouvelles étapes, aura lui aussi un impact sur l’efficience de la prise en

charge.

En somme, ces données organisationnelles n’étant pas prises en compte dans les études médico-

économiques conventionnelles, celles-ci ne sont donc pas adaptées pour réaliser une évaluation

globale du dispositif et de son mode de production.

5.2.2.2 La formation des utilisateurs et des intervenants

La formation au nouveau mode d’organisation qu’impose l’impression 3D est le talon d’Achille de

l’ensemble selon Blum et al. 3. Dans le cadre du Chapitre 6, le besoin de formation est apparu

comme un critère faisant l’objet d’un consensus fort. Toutefois, il faut distinguer plusieurs types de

formation qui vont dépendre du profil d’organisation.

Tout d’abord, dans une organisation où la production est externalisée, on peut distinguer

essentiellement quatre types de formation : la formation associée à l’acquisition des images 3D, la

formation possible à l’utilisation d’un logiciel pour la conceptualisation du DM 3D (cas des guides

de coupe majoritairement) en collaboration avec l’entreprise sous-traitante, la formation à la

stérilisation si celle-ci nécessite des procédés particuliers (conditionnement du DM, nettoyage et

cycle spécifiques etc.) et enfin, l’éventuelle formation à l’usage de certains DM obtenus en 3D qui

comme tous les DM peuvent posséder une courbe d’apprentissage associée.

Dans le cas d’une production internalisée, les types de formation supplémentaires concernent la

formation à l’utilisation de l’imprimante 3D, la formation à l’assurance qualité au sens large (post-

production, validation des lots etc.) plus toutes les formations précédemment citées dans une

production externalisée.

Outre ces formations techniques, des formations permettant d’appréhender les transformations

organisationnelles sont indispensables pour permettre l’intégration de la technologie dans la prise

en charge courante.

En conclusion de ce chapitre, nous devons revoir notre manière d’aborder les évaluations médico-

économiques dans le cadre des DM obtenus par impression 3D pour permettre une meilleure prise

en compte de ces critères multidimensionnels de coûts, d’efficacité et organisationnels.

Page 137: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Chapitre 8 : Recommandations et perspectives

1 Recommandations pour l’élaboration d’un modèle d’évaluation médico-

économique pour l’impression 3D en chirurgie

Ce travail a permis de montrer que les modèles d’évaluation médico-économique existants ne

semblent pas adaptés pour évaluer tous les aspects de cette innovation technologique, en

particulier ceux considérés comme le « gold standard » dans ce domaine comme l’ACE ou l’ACU. En

effet, pour bien appréhender l’intérêt global de cette technologie, cette évaluation doit confronter

l’intérêt clinique du dispositif imprimé à son impact organisationnel dans son ensemble et non pas

uniquement aux ressources consommées par cette nouvelle stratégie thérapeutique. Il s’agirait

donc d’une étude médico-éco-organisationnelle et non plus simplement médico-économique.

Comme nous l’avons évoqué en 2.1 du Chapitre 7, un modèle médico-économique se structure

selon : (1) une perspective donnée, (2) une population à étudier, (3) des interventions à comparer,

(4) un horizon temporel et (5) une méthode d’actualisation des résultats (au sens large c’est-à-dire

coûts, résultats cliniques et autres). Ensuite, une méthode d’évaluation est appliquée selon ces

paramètres et cette méthode vise à relever et confronter ces résultats, au sens large toujours, selon

des critères préalablement définis. Les recommandations ci-dessous sont organisées selon ce

processus où nous distinguerons la structure du modèle et la méthode d’évaluation ainsi que les

critères qui la composent.

1.1 Quelle structure pour ce modèle ?

Recommandation 1 : Le choix de la perspective dans laquelle s’intègre la production du DM

conditionne l’ensemble du modèle d’évaluation. Cette recommandation tient compte de la finalité

de l’évaluation proprement dite. En d’autres termes, celle-ci doit-elle s’intégrer dans une démarche

d’ETS nationale/régionale ou locale ? A la différence d’une évaluation médico-économique

classique où le produit de santé étudié est considéré d’emblée comme un produit fini, le choix

initial de la perspective structure l’ensemble de la démarche d’évaluation. Ainsi, on peut considérer

3 perspectives possibles que résume le schéma suivant (Figure 31).

Page 138: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

137

Figure 31 : Choix de la perspective dans un modèle d'évaluation d'un DM imprimé en 3D

Dans le cas d’une production externalisée et d’une approche d’ETS générale, on pourra faire le

choix d’un modèle où seuls les coûts et les résultats cliniques sont mesurés. On rejoint dans ce cas

les modèles ayant cours actuellement mais avec toutes les limites que nous avons évoquées. Dans

le cas d’une production externalisée et d’une approche d’ETS locale, le modèle doit en plus intégrer

les éléments de coordination entre le prestataire et l’établissement de santé (leurs coûts et leurs

conséquences organisationnelles). Enfin, dans une production internalisée et selon une approche

d’ETS locale, doivent être ajoutés au modèle précédent les éléments organisationnels et les coûts

relevant de la production in situ.

Recommandation 2 : La population étudiée doit être la plus large possible dans le cas d’une

production internalisée. Cette recommandation souligne l’effort qui doit être consenti pour

intégrer le maximum d’indications possibles dans le modèle d’évaluation cible quand le mode

d’impression 3D sert à l’élaboration de plusieurs DM à visée chirurgicale.

Recommandation 3 : L’intervention impliquant le DM imprimé en 3D est comparée à

l’intervention de référence pour la même indication dans le périmètre défini. Cette

recommandation tient compte de la différence entre une approche nationale/régionale et locale

dans la prise de décision. Dans une démarche d’ETS hospitalière, ce n’est donc pas forcément le

« gold standard » qui sert de comparateur mais la stratégie thérapeutique couramment utilisée

dans l’établissement de santé 287.

Recommandation 4 : L’horizon temporel utilisé pour réaliser l’évaluation est distingué selon que

Impression

internalisée

Coordination

DM 3D

• La production propre

du DM in situ

• La coordination

nécessaire pour mettre

à disposition le DM

imprimé

• Le produit seul : coûts

et résultats cliniques

Page 139: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

138

l’on relève les conséquences cliniques ou les conséquences organisationnelles. Cette

recommandation se démarque clairement des recommandations classiques en médico-économie

selon lesquelles coûts et conséquences sont collectés sur la même période de temps 297. Il faut

distinguer selon nous la collecte des coûts et des résultats cliniques, de celle des coûts et des

impacts organisationnels. Nous verrons dans la recommandation 8 que cette recommandation est

aussi liée à la distinction du temps comme critère hydride.

Recommandation 5 : La méthode d’actualisation des coûts est un processus dynamique. Les coûts

de production des DM obtenus par impression 3D font l’objet de fortes variations au cours du

temps (évolution des prix des imprimantes, des consommables, amortissement des coûts de

structure etc.). Par conséquent, l’actualisation régulière des coûts est essentielle pour maintenir la

pertinence du modèle. En lien avec la recommandation précédente, on distinguera l’actualisation

des coûts et des résultats selon la catégorie de résultats associés (organisationnel ou clinique).

1.2 Quelles méthodes d’évaluation et quels critères pour ce modèle ?

Recommandation 6 : La collecte des résultats liés à l’utilisation de la technologie doit se fonder

sur des méthodes alternatives permettant de capter à la fois le bénéfice pour le patient et les

utilisateurs. Nous avons introduit la notion de « convenience » précédemment qui nous semble

très pertinente dans le cas des DM imprimés en 3D. A priori parmi les méthodes alternatives

disponibles, deux pourraient être potentiellement intéressantes le willingness to pay (WTP) et le

discrete choice experiment (DCE) 295. Ces techniques sont intéressantes dans le cas des DM obtenus

par impression 3D car elles prennent en compte le point de vue du patient et il y a aussi possibilité

de prendre en compte la satisfaction sur sa prise en charge globale (résultats opératoire esthétique,

délai de prise en charge et compréhension de la maladie 298. Selon nous, le DCE semblerait avoir

plus de potentiel car il ne prend pas que l’avis du patient en compte alors que le WTP est très

orienté sur le patient et ses choix. Le DCE permettrait aussi de capter le point de vue de l’utilisateur

notamment l’ergonomie et la facilité d’utilisation qui sont des critères fréquemment retrouvés dans

l’évaluation des DM obtenus par impression 3D.

Recommandation 7 : La méthode d’évaluation employée doit si possible s’appuyer sur un outil

d’aide à la décision multicritère. Nous avons souligné plusieurs fois le caractère multidimensionnel

des DM imprimés en 3D que le mode de production associé tend à complexifier via les aspects

organisationnels. L’intégration de l’ensemble de ces critères différents peut difficilement se faire

selon les méthodes médico-économiques traditionnelles lorsque les enjeux organisationnels sont

évalués. Il nous semble donc nécessaire d’avoir recours à des méthodes permettant de faciliter la

Page 140: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

139

prise de décision en présentant l’ensemble des critères évalués de façon univoque ce que

permettent les outils d’aide à la décision multicritère. De nombreux auteurs ont commenté l’intérêt,

voire appliqué, ce type de méthodes pour la décision en politique de santé et pour l’ETS 299–301.

Dans le domaine de l’ETS hospitalière, cette approche pourrait occuper une place de choix et elle a

déjà été expérimentée 302,303. Nous avons par ailleurs retrouvé dans la littérature une expérience

d’utilisation d’un outil d’aide à la décision multicritère (méthode Best-Worst) afin de choisir entre

plusieurs imprimantes 3D et leurs consommables associés 304. Bien que cette expérience néanmoins

ait été menée dans un contexte industriel, cet outil serait tout à fait applicable pour évaluer

l’impression 3D. Après avoir défini les critères pertinents à y intégrer, cette méthode du Best-Worst

est en effet simple et intuitive à mettre en place, même auprès de décideurs novices en la matière.

Recommandation 8 : Les temps mesurés doivent être dissociés pour avoir une approche

transparente des conséquences et de leurs variations. Cette recommandation s’appuie sur le

constat que nous avons fait que les temps perdus ou gagnés par l’utilisation d’une technique de

production d’impression 3D peuvent se confondre avec les effets cliniques et organisationnels.

Dans la littérature sur l’impression 3D, quelques auteurs ont fait la même observation 33,289.

Recommandation 9 : Les critères mesurant l’impact organisationnel doivent être exhaustifs mais

une pondération de ces critères est nécessaire. La présente recommandation souligne la nécessité

de relever l’ensemble des critères pertinents sur le plan organisationnel. Selon la recommandation

1, le choix de la perspective sera déterminant dans le dénombrement de ces impacts

organisationnels (particulièrement nombreux dans une production internalisée par exemple).

Néanmoins, ces impacts organisationnels ne sont pas tous égaux comme nous l’avons vu dans le

Chapitre 6 et ils doivent faire l’objet d’une pondération afin de ne pas « diluer » leur importance

relative 272. L’enquête menée sur cette question a révélé de prime abord que le besoin de

formation, la coopération et le mode de communication ainsi que le circuit logistique semblaient

être des points critiques à évaluer prioritairement. Enfin, la recommandation 9 s’inscrit logiquement

selon nous dans la continuité de la recommandation 7 sur la pertinence des outils d’aide à la

décision multicritère et donc à la nécessité de pondérer les critères employés.

Recommandation 10 : Les futurs modèles d’évaluation doivent tendre vers une évaluation

quantitative des critères organisationnels. Cette recommandation peut sembler étonnante car, en

l’état actuel des connaissances, il n’existe pas de score ou d’indice permettant de traduire l’impact

organisationnel. Néanmoins, il n’est pas exclu qu’un tel score puisse voir le jour dans le futur. En

effet, comme il a semblé longtemps impensable de synthétiser dans un coefficient global quelque

Page 141: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

140

chose d’aussi subjectif que la « qualité de vie », il n’est pas interdit d’imaginer un tel coefficient qui

résumerait les implications organisationnelles de l’utilisation d’une nouvelle stratégie thérapeutique

305,306. L’intérêt de cette forme quantitative de l’expression de l’impact organisationnel est qu’elle

permettrait à terme de faciliter l’intégration de ce critère dans un modèle multidimensionnelle.

2 Perspectives

La HAS travaille actuellement sur un « Guide méthodologique relatif à la prise en compte des

impacts organisationnels dans l’évaluation des technologies de santé » 307. D’après nos

informations, ce dernier devrait paraître fin 2020. Selon sa feuille de route, il est précisé que la

notion d’impact organisationnel relative aux technologies de santé fait référence aux impacts

indirects se traduisant par des modifications dans l’organisation des soins au-delà du strict

bénéfice individuel. Ces travaux seront donc très intéressants pour guider les futurs choix

méthodologiques dans l’évaluation de ces impacts. Toutefois, la feuille de route semble plutôt

destiner le(s) livrable(s) à un public industriel et dans la perspective d’un accès au remboursement

des produits de santé, ce qui sera peut-être éloigné du cas particulier de l’impression 3D des DM,

d’autant plus dans le cadre d’une internalisation de la production.

L’adoption de l’impression 3D et son intégration efficiente dans le milieu hospitalier ne pourra se

faire qu’avec une bonne compréhension de cette technologie et des changements organisationnels

qu’elle induit. Plus que les compétences techniques, apprendre les pratiques et les usages

collaboratifs qui permettent sa diffusion au sein de l’organisation semble capital 3. En effet,

l’impression 3D est associée à la création d’écosystèmes pluridisciplinaires constitués de

chercheurs, d’acteurs privés et d’utilisateurs finaux. Cette dynamique organisationnelle, nouvelle

pour les établissements hospitaliers, doit être connue et maîtrisée pour favoriser l’expansion de

l’impression 3D.

Ces usages collaboratifs, notamment au sein de « Fablabs », se traduisent par une montée en

puissance de la co-conception. Ces « fablabs » sont des plateformes où les individus se

rassemblent pour collaborer sur un projet commun, et où chacun apporte ses compétences et ses

idées. Ainsi la conception n’est plus cloisonnée, elle est transdisciplinaire, numérique et physique 3.

Cela favorise les processus transversaux, stimule l’innovation et fédère des acteurs venant de

différents horizons. Cela a notamment été le cas lors de la pandémie liée au SARS-CoV-2, au cours

de laquelle une « ferme d’imprimantes 3D » a été mise en place en quelques semaines au sein des

hôpitaux de Paris pour produire des équipements de production individuels et des petits dispositifs

Page 142: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

141

d’aide pour les soignants 18. L’intérêt premier de cette internalisation de la production est la mise à

disposition rapide de dispositifs adaptés aux besoins des soignants. Néanmoins, cela fait apparaitre

une des limites de ce type de projet : la fiabilité des dispositifs obtenus. Il se pose la question des

tests effectués avant la mise en disposition : sont-ils fiables ? Offrent-ils les mêmes garanties que

les tests effectués dans les sites de productions conventionnels 20 ? La seconde limite de ce type

d’organisation, en lien avec la qualité du produit obtenu est la responsabilité des différents acteurs

du circuit. Ces organisations collaboratives transforment les modèles hiérarchiques traditionnels,

avec la mise en place de modèles plus flexibles. Toutefois, cela ne doit pas pour autant

s’accompagner d’une perte de responsabilité des acteurs impliqués.

Ce travail a mis en évidence une insuffisance des outils actuels d’évaluation médico-économique

pour déterminer l’intérêt de l’impression 3D dans la prise en charge chirurgicale des patients. La

prise en compte de l’aspect organisationnel dans l’évaluation d’une nouvelle technologie de santé

est encore peu répandue et ce sujet de recherche doit être approfondi. Nous avons proposé ici des

recommandations qui nous semblent essentielles et qui pourront servir de pistes de réflexion pour

l’élaboration de nouveaux modèles d’études. Il parait primordial que les instances de décision, telle

que la HAS, mettent à disposition des décideurs des outils d’évaluation qui prendraient en compte

les spécificités de cette technologie. Cela permettrait d’en cadrer l’évaluation, de standardiser la

méthodologie et ainsi d’obtenir des résultats plus robustes. Cela aurait pour avantage de guider et

d’accompagner les utilisateurs ayant pour projet d’intégrer cette technologie dans leur pratique

courante.

Les plateformes d’impression 3D telles que celle développée par l’AP-HP pourraient être un lieu

privilégié pour la mise en pratique de protocoles d’évaluation médico-organisationnel en milieu

hospitalier 18. Ces unités ont été conçues sur la base d’une coopération pluridisciplinaire pour la

conduite de projet d’impression de nouveaux dispositifs. Elles ont une vision globale et

interviennent à toutes les étapes du circuit, de la conception à la mise à disposition du produit de

santé. Elles pourraient ainsi aisément disposer de toutes les informations nécessaires à la réalisation

de ce type d’études. De plus, leur structure intégrée à l’établissement pourrait aussi faciliter la

communication entre les différents acteurs, point qui nous semble indispensable à la bonne

intégration et compréhension d’une nouvelle technologie. En effet, si les intervenants ne

communiquent pas de façon optimale, les informations transmises risquent d’être erronées ou mal

comprises, avec la possibilité en fin de chaîne d’aboutir à un produit qui ne répondrait pas aux

besoins des utilisateurs. On en pourrait ainsi déduire à tort de l’inefficacité de cette technologie à

Page 143: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

142

améliorer la prise en charge des patients. Cette prise en compte de la communication entre les

acteurs d’un projet pour évaluer l’effet d’une nouvelle technologie de santé est primordiale et c’est

selon nous tout un axe de recherche à développer. Cette thématique de recherche ne sera pas

uniquement applicable à l’impression 3D mais à d’autres technologies telles que l’intelligence

artificielle qui induisent un changement organisationnel majeur avec l’intervention de nouveaux

acteurs 308,309.

Enfin, parmi les limites actuelles du développement de l’impression 3D, la rapidité d’impression des

imprimantes est une limite importante à noter 3,293. De plus, le coût des consommables est encore

très élevé pour certains matériaux, en particulier pour les poudres métalliques qui sont pour

certaines 30 fois plus chères que le matériau brut 3. Il y a donc un pan important de la recherche et

développement qui devra se pencher sur cette question pour permettre à terme d’avoir des

systèmes plus performants.

Page 144: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Conclusion générale

L’impression 3D est une innovation technologique qui a su intégrer le secteur de la santé, et plus

particulièrement celui des dispositifs médicaux pour personnaliser la prise en charge chirurgicale

des patients. Afin de bien situer sa place et son rôle dans cette prise en charge, et d’en cibler les

indications pertinentes, l’évaluation clinique de cette technologie est apparue comme une étape

indispensable et évidente. Celle-ci, initialement fondée sur des rapports de cas, s’est ensuite

structurée avec la mise en place d’études cliniques randomisées. L’évaluation économique reste

quant à elle peu développée à ce jour. Les coûts associés devront être analysés de façon

approfondie dans un futur proche afin d’envisager des sources de financement possibles et de

pérenniser l’utilisation de cette technologie dans le secteur de la santé.

Néanmoins, ce travail a démontré qu’une évaluation médico-économique « classique » n’est pas

suffisante pour évaluer cette technologie. Celle-ci étant fondée sur un nouveau mode de

production, les spécificités de ce mode de production ont un impact organisationnel fort et doivent

être prises en compte dans l’évaluation. En effet, le principal bénéfice qui ressort de notre analyse

de la littérature est la réduction du temps opératoire qui, dans le cas d’une reconstruction de

mâchoire, est estimée à 21% de la durée opératoire. Ce temps est donc un critère ni tout à fait

clinique, ni tout à fait économique qui doit être évalué dans sa globalité, du début à la fin de la

prise en charge du patient. De même, notre travail tend à montrer que l’impression 3D a un effet

sur la communication entre les acteurs et sur le circuit logistique. C’est pourquoi il nous semble

indispensable de les intégrer à une évaluation holistique de cette technologie.

Nous avons donc proposé dix recommandations pour élaborer un protocole d’évaluation utilisant

un outil d’aide à la décision multicritère et dont l’une de ses dimensions serait bien sûr

organisationnelle. Dans la continuité de ce travail, des recherches portant sur l’impact

organisationnel des nouvelles technologies doivent être menées pour développer un outil

d’évaluation applicable aux dispositifs médicaux à visée chirurgicale.

Nous avons axé notre recherche en adoptant un point de vue exclusivement hospitalier et les

recommandations que nous avons émises ont notamment pour but d’être applicables dans le

cadre d’une évaluation en milieu hospitalier. Il se pose néanmoins la question de son évaluation à

plus large échelle, d’un point de vue sociétal, pour orienter les politiques publiques de santé autour

de cette technologie. La Haute Autorité de Santé et le Ministère de la santé devront tôt ou tard se

pencher sur le sujet pour déterminer quelle place accorder à cette technologie et quelles

Page 145: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

144

pourraient être les voies de financement possibles. L’ANSM a également un rôle à jouer dans

l’encadrement sanitaire et réglementaire de cette technologie, et particulièrement en cas d’une

production internalisée. En effet, cette activité doit-elle être soumise à autorisation ? A l’instar d’un

responsable des affaires réglementaires dans l’industrie des dispositifs médicaux, quelles

compétences clés sont indispensables à la mise en place d’une telle activité ? De nombreuses

questions sont encore en suspens, tant au niveau clinique qu’économique et organisationnel,

auxquelles nos autorités de santé vont devoir répondre dans un futur (très) proche. Nous aurons

alors une meilleure vision de l’avenir de cette technologie dans le domaine de la santé…

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Préférence ». 9.

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Page 171: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Liste des publications et des communications en rapport

avec le sujet de thèse

Publications issues du travail de thèse

Martelli N, Serrano C, van den Brink H, Pineau J, Prognon P, Borget I, El Batti S.

Advantages and disadvantages of 3-dimensional printing in surgery: A systematic review.

Surgery. 2016 Jun; 159(6):1485-1500.

Pierreville J, Serrano C, van den Brink H, Prognon P, Pineau J, Martelli N.

3D printed medical devices and anatomical models: What kind of distribution and which

uses in French hospitals? Ann Pharm Fr. 2018 Mar; 76(2):139-146

Serrano C, van den Brink H, Pineau J, Prognon P, Martelli N.

Benefits of 3D printing applications in jaw reconstruction: A systematic review and meta-

analysis. J Craniomaxillofac Surg. 2019 Sep;47(9):1387-1397

Serrano C, Fontenay S, van den Brink H, Pineau J, Prognon P, Martelli N.

Evaluation of 3D printing costs in surgery: a systematic review. Int J Technol Assess Health

Care. 2020 Jun 3;1-7.

Posters et communications issus du travail de thèse

Carole Serrano, Nicolas Martelli, Hélène van den Brink, Judith Pineau, Patrice Prognon

Advantages and disadvantages of three-dimensional printing in surgery: a systematic

review

Communication affichée à “3D printing in healthcare conference” – Amsterdam - 20-21

Octobre 2016

Carole Serrano, Nicolas Martelli, Hélène Van den Brink

Impact de l’impression 3D sur le temps opératoire en chirurgie : une méta-analyse

Communication affichée à la 18ème journée de l’école doctorale ITFA- Université Paris

Saclay – 22 Juin 2018

Carole Serrano, Nicolas Martelli, Hélène Van den Brink

Evaluation clinique de l’impression 3D en chirurgie : où en sommes-nous ?

Communication orale – Congrès de l’Association Latine pour l’Analyse des Systèmes de

Santé 2018 – Lyon – 6-8 Septembre 2018

Carole Serrano

L’impression 3D en établissement de santé : quel impact organisationnel ?

Communication orale - 10ème Journée Nationale des Innovations Hospitalières – Paris - 24

Juin 2019

Page 172: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

171

Carole Serrano

Impression 3D : implants sur mesure

Communication orale - 41ème

congrès de l’Association de Pharmacie Hospitalière d’Ile de France -

Paris – 29 Novembre 2019

Page 173: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

172

Annexes

Page 174: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

173

Annexe 1 : Liste des publications retenues dans la revue de la littérature portant sur

les avantages et inconvénients de l’impression 3D

Tableau 20: Caractéristiques des 158 études incluses dans la revue systematique portant sur les avantages et les inconvénients de l’impression 3D

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Abdel-Moniem Ba-

rakat A. et al. 43

.

Égypte

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

6

Impression à jet d'encre

Guide ou modèle chirurgical

Abdel-Sayed P. et

al.44

.

Suisse

2009 Chirurgie

cardiovasculaire

Note technique

0

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Al-Ahmad HT. et

al. 45

.

Jordanie

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

8

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Arora A. et al. 46

.

Inde

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

3

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Ayoub N. et al. 47

.

Allemagne

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Essai clinique

randomisé

20

Frittage laser sélectif

Guide ou modèle chirurgical

Azuma M. et al. 48

.

Japon

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Étude

comparative

28

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Bai S. et al. 49

.

Chine

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Stéréolithographie

Guide ou modèle chirurgical

Bellanova L. et

al.50

.

Belgique

2013

Orthopédie

Série de cas

4

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Brie J. et al. 51

.

France

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

8

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Page 175: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

174

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Bruyère F. et al 52

.

France

2008 Chirurgie

urologique

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Bullock P. et al. 53

.

Royaume-

Uni

2013

Neurochirurgie

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Byrne PJ. et al. 54

. Etats- Unis

2007 Chirurgie

plastique

et recon-

structrice

Série de cas

2

Technique non clairement énoncée

Guide ou modèle chirurgical

Cheung CL. et al. 55

.

Canada

2014 Chirurgie

urologique

Enquête

0

Impression à jet d'encre

Moule

Ching WC. et al. 56

.

Taïwan

2011 Chirurgie

plastique

es-

thétique

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Chow LK. et al. 57

.

Chine

2007 Chirurgie

maxillofaciale

Étude

comparative

27

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Ciocca L. et al. 58

.

Italie

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

2

Dépôt de fils fondus

Moule

Ciocca L. et al. 59

.

Italie

2011 Chirurgie

plastique

et recon-

structrice

Rapport de cas

1

Dépôt de fils fondus

Guide ou modèle chirurgical

Ciocca L. et al. 60

.

Italie

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Frittage direct des métaux par laser

Implant

Ciocca L. et al. 61

.

Italie

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Frittage direct des métaux par laser

Guide ou modèle chirurgical

Page 176: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

175

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Ciocca L. et al. 62

.

Italie

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Étude

comparative

10

Technique non clairement énoncée Guide ou gabarit chirurgical,

ou implant

Cohen A. et al. 63

.

Israël

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

3

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Cui J. et al. 64

.

Chine

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

3

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Da Rosa EL. et

al. 65

.

Brésil

2004 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Dai KR. et al. 66

.

Chine

2007 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

10

Technique non clairement énoncée

Implant

Day RE. et al. 67

.

Australie

2011

Neurochirurgie

Note technique

0

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Deshmukh TR. et al. 68

Inde

2010

Orthopédie

Rapport de cas

1

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Dhakshyani R. et

al. 69

.

Malaisie

2011

Orthopédie

Rapport de cas

1

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Dobbe JGG. et al. 70

. Pays- Bas

2012

Orthopédie

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical, ou implant

Du H. et al. 71

.

Chine

2013

Orthopédie

Série de cas

34

Frittage laser sélectif

Guide ou modèle chirurgical

Page 177: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

176

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

D'Urso PS. et al. 72

.

Australie

2005

Orthopédie

Série de cas

20

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Eggbeer D. et al. 73

. Royaume-

Uni

2011 Chirurgie

plastique

es-

thétique

Rapport de cas

1

Stéréolithographie

Moule

Erbano BO. et al. 74

.

Brésil

2013 Chirurgie

cardiovasculaire

Étude de

faisabilité

3

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Faur C. et al. 75

.

Autriche

2013

Orthopédie

Rapport de cas

8

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Feng F. et al. 76

.

Chine

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

4

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Frame M. et al. 77

. Royaume-

Uni

2012

Orthopédie

Rapport de cas

1

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Gerber N. et al. 78

.

Suisse

2010

Neurochirurgie

Série de cas

3

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Gong X. et al. 79

.

Chine

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

7

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Guarino J. et al 80

.

Etats-Unis

2007

Orthopédie

Enquête

0

Stéréolithographie

Modèle anatomique imprimé

en 3D

Dépôt de fils fondus

Page 178: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

177

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Guevara-Rojas G. et

al. 81

.

Autriche

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Håkansson A. et al. 82

.

Suède

2011 Chirurgie

cardiovasculaire

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée

Moule

Hammer B. et al. 83

.

Suisse

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

2

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Hananouchi T. et al. 84

.

Japon

2009

Orthopédie

Série de cas

24

Stéréolithographie

Guide ou modèle chirurgical

Hatamleh MM. et al. 85

.

Jordanie

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

He Y. et al. 86

.

Chine

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Herlin C. et al. 87

.

France

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Frittage laser sélectif

Guide ou modèle chirurgical

Hierl T. et al. 88

.

Allemagne

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

3

Dépôt de fils fondus

Guide ou modèle chirurgical

Hirao M. et al. 89

.

Japon

2014

Orthopédie

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée

Guide ou modèle chirurgical

Hou JS. et al. 90

.

Chine

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

7

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Page 179: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

178

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Hsieh MK. et al. 91

.

Chine

2010

Orthopédie

Série de cas

12

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Hu YJ. et al. 92

.

Chine

2007 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée

Guide ou modèle chirurgical

Hung SS. et al. 93

.

Taïwan

2008

Orthopédie

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Huotilainen E. et al. 94

.

Finlande

2013

Neurochirurgie

Note technique

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Hurson C. et al. 95

.

Irlande

2007

Orthopédie

Série de cas

20

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Izatt MT. et al. 96

.

Australie

2007

Orthopédie

Série de cas

28

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Jacobs S. et al. 97

.

Allemagne

2008 Chirurgie

cardiovasculaire

Série de cas

3

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Jeong HS. et al.98

.

Corée

2014

Orthopédie

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Jirman R. et al. 99

.

République

tchèque

2009 Chirurgie

plastique

es-

thétique

Rapport de cas

1

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Juergens P. et al 100

.

Suisse

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Page 180: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

179

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Kasprzak P. et

al. 101

.

Pologne

2011

Neurochirurgie

Série de cas

15

Technique non clairement énoncée

Implant

Kataoka T. et al. 102

.

Japon

2013

Orthopédie

Série de cas

9

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Kawaguchi Y. et al. 103

.

Japon

2012

Neurochirurgie

Rapport de cas

2

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Key SJ. et al. 104

. Royaume-

Uni

2008 Chirurgie

maxillofaciale

Note technique

0

Stéréolithographie

Implant

Klammert U. et al. 105

.

Allemagne

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

9

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Kono K. et al. 106

.

Japon

2013 Chirurgie

cardiovasculaire

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Konstantinović VS.

et al.107

.

Serbie

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Kozakiewicz M. et

al. 108

.

Pologne

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

6

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Kozakiewicz M. et

al. 109

.

Pologne

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Étude

comparative

24

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Kunz M. et al. 110

.

Canada

2010

Orthopédie

Série de cas

45

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Page 181: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

180

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Kunz M. et al. 111

.

Canada

2011

Orthopédie

Série de cas

80

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Kunz M. et al. 112

.

Canada

2013

Orthopédie

Rapport de cas

1

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Leiggener C. et al. 113

.

Suisse

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Frittage laser sélectif

Guide ou modèle chirurgical

Lethaus B. et al. 114

. Pays- Bas

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée

Guide ou modèle chirurgical

Lethaus B. et al. 115

. Pays- Bas

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

20

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Levine JP. et al. 116

. Etats- Unis

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

4

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Li H. et al. 117

.

Chine

2013

Orthopédie

Série de cas

25

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Li J. et al. 118

.

Chine

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Stéréolithographie

Implant

Li J. et al. 119

.

Chine

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

6 Frittage laser sélectif* et autre tech-

nique non clairement énoncée

Modèle anatomique 3D

imprimé* et implant†

Li M. et al. 120

.

Chine

2009 Chirurgie

plastique

es-

thétique

Série de cas

9

Technique non clairement énoncée

Moule

Page 182: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

181

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Li P. et al. 121

.

Chine

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Li WZ. et al. 122

.

Chine

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Liacouras P. et al. 123

. États- Unis

2011 Chirurgie

plastique

et recon-

structrice

Rapport de cas

1

Stéréolithographie

Moule

Lieger O. et al. 124

.

Suisse

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

29

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Lim CGT. et al. 125

Nouvelle-

Zélande

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

3

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Liu XJ. et al. 126

.

Chine

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

7

Technique non clairement énoncée

Guide ou modèle chirurgical

Liu YF. et al. 127

.

Chine

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Lu S. et al. 128

.

Chine

2009

Orthopédie

Série de cas

25

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Lu S. et al.

129

.

Chine

2009

Orthopédie

Série de cas

9

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Madrazo I. et al. 130

.

Mexique

2009

Orthopédie

Série de cas

2

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Page 183: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

182

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Mahmood F. et al. 131

. États- Unis

2014 Chirurgie

cardiovasculaire

Étude de

faisabilité

0 Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Mao K. et al. 132

.

Chine

2010

Orthopédie

Rapport de cas

1

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Maravelakis E. et al. 133

.

Grèce

2008 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Markert M. et al. 134

.

Allemagne

2007 Chirurgie

cardiovasculaire

Note technique

0

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Mavili ME. et al. 135

.

Turquie

2007 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

3

Modélisation du dépôt de poudre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Merc M. et al. 136

Slovénie

2013

Orthopédie Étude

comparative

19

Frittage laser sélectif

Guide ou modèle chirurgical

Mizutani J. et al. 137

Japon

2008

Orthopédie

Série de cas

15

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Modabber A. et al. 138

.

Allemagne

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Étude

comparative

20

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Modabber A. et al. 139

.

Allemagne

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Étude

comparative

10

Frittage laser sélectif

Guide ou modèle chirurgical

Modabber A. et al. 140

.

Allemagne

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

2

Frittage laser sélectif

Guide ou modèle chirurgical

Page 184: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

183

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Mottl-Link S. et

al. 141

.

Allemagne

2008 Chirurgie

cardiovasculaire

Rapport de cas

1 Impression à jet d'encre et frittage

laser sélectif

Modèle anatomique imprimé

en 3D

Murray DJ. et al. 142

.

Canada

2008 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

3

Impression à jet d'encre

Moule

Murray DJ. et al. 143

Canada

2008 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

3

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Mustafa SF. et

al. 144

.

Royaume-

Uni

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

22

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Ngan EM. et al. 145

.

Canada

2006 Chirurgie

thoracique

Série de cas

6

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Ngo RY. et al. 146

.

Singapour

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre

Moule

Olivieri L. et al. 147

. États- Unis

2014 Chirurgie

cardiovasculaire

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Olszewski R. et al. 148

.

Belgique

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Olszewski R. et

al. 149

.

Belgique

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Otsuki B. et al. 150

.

Japon

2013

Orthopédie

Série de cas

7

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Page 185: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

184

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Paeng JY. et al. 151

.

Corée du

Sud

2007 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

2

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Paiva WS. et al. 152

.

Brésil

2007

Orthopédie

Rapport de cas

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Parchi PD. et al. 153

.

Italie

2013

Orthopédie

Série de cas

8

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Patel A. et al. 154

. États- Unis

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

7

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Peltola MJ. et al. 155

.

Finlande

2012 Chirurgie

plastique

es-

thétique

Série de cas

4

Technique non clairement énoncée

Implant

Pilley MJ. et al. 156

. Royaume-Uni

2011 Chirurgie

plastique

es-

thétique

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Prisman E. et al. 157

.

Canada

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Étude

comparative

10

Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Rohner D. et al. 158

.

Suisse

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Rotaru H. et al. 159

.

Roumanie

2006

Neurochirurgie

Rapport de cas

1

Frittage sélectif au laser (SLS)

Implant

Rotaru H. et al. 160

.

Roumanie

2012

Neurochirurgie

Rapport de cas

1 Frittage laser sélectif et technique

non clairement définie

Modèle anatomique imprimé

en 3D

Page 186: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

185

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Rude K. et al. 161

.

Danemark

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D, guide ou gabarit chi-

rurgical

Sabol JV. et al. 162

. États- Unis

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1 Frittage laser sélectif et

stéréolithographie

Moule

Salles F. et al. 163

.

Brésil

2008 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Salmi M. et al. 164

.

Finlande

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Note technique

0 Impression à jet d'encre, frittage la-

ser sélectif et autre technique non

clairement ennoncée

Modèle anatomique imprimé

en 3D

Sannomiya EK. et

al. 165

.

Brésil

2008 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Schantz JT. et al. 166

.

Singapour

2006

Neurochirurgie

Rapport de cas

1

Dépôt de fils fondus

Implant

Schievano S. et

al. 167

.

Royaume-

Uni

2007 Chirurgie

cardiovasculaire

Série de cas

12

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Schweizer A. et al. 168

.

Suisse

2013

Orthopédie

Série de cas

6

Frittage laser sélectif

Guide ou modèle chirurgical

Seres L. et al. 169

.

Hongrie

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée

Wafer

Shu DL. et al. 170

.

Chine

2014 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

8

Stéréolithographie

Guide ou modèle chirurgical

Page 187: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

186

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Silberstein JL. et al. 171

. États- Unis

2014 Chirurgie

urologique

Rapport de cas

5

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Singare S. et al. 172

.

Chine

2007 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

2

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Sodian R. et al. 173

.

Allemagne

2007 Chirurgie

cardiovasculaire

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Sodian R. et al. 174

.

Allemagne

2008 Chirurgie

cardiovasculaire

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Sodian R. et al. 175

.

Allemagne

2009 Chirurgie

cardiovasculaire

Rapport de cas

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Stoetzer M. et al. 176

.

Allemagne

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Note technique

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Sun H. et al. 177

.

Chine

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

6

Stéréolithographie

Guide ou modèle chirurgical

Tam MD. et al. 178

.

Royaume-

Uni

2012

Orthopédie

Rapport de cas

1

Dépôt de fils fondus

Modèle anatomique imprimé

en 3D

Tam MD. et al. 179

.

Royaume-

Uni

2013 Chirurgie

cardiovasculaire

Rapport de cas

1 Dépôt de fils fondus Modèle anatomique imprimé

en 3D

Tang W. et al. 180

.

Chine

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Étude

comparative

46

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Page 188: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

187

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Toso F. et al. 181

.

Italie

2005 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

16

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Tricot M. et al. 182

.

Belgique

2012

Orthopédie

Série de cas

3

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D, guides et modèles

chirurgicaux

Wang G. et al. 183

.

Chine

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D et implant

Wang WH. et al. 184

.

Chine

2013 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

10

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Waran V. et al. 185

.

Malaisie

2014

Neurochirurgie

Note technique

0

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Waran V. et al. 186

.

Malaisie

2014

Neurochirurgie Étude de

faisabilité

0

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Watson RA. 187

. États- Unis

2014 Chirurgie

digestive

Étude de

faisabilité

0

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Westendorff C. et al. 188

.

Allemagne

2007 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Williams JV. et al. 189

.

Royaume-

Uni

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Yamazaki M. et

al. 190

.

Japon

2007

Orthopédie

Rapport de cas

1

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Page 189: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Référence

Pays

Année Discipline

chirurgicale

Type d’étude Nombre de

patients

Technique

Application

Yang JC. et al. 191

.

Chine

2010

Orthopédie

Série de cas

21

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Yang M. et al. 192

.

Chine

2015

Orthopédie Étude

comparative

126

Frittage laser sélectif Modèle anatomique imprimé

en 3D

Yoshioka F. et al. 193

.

Japon

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Impression à jet d'encre

Moule

Zein NN. et al. 194

. États- Unis

2013 Chirurgie

digestive

Série de cas

4

Impression à jet d'encre Modèle anatomique imprimé

en 3D

Zhang S. et al. 195

.

Chine

2011 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

11

Technique non clairement énoncée Modèle anatomique imprimé

en 3D

Zhang YZ. et al 196

.

Chine

2009

Orthopédie

Série de cas

6

Technique non clairement énoncée

Guide ou modèle chirurgical

Zhang YZ. et al. 197

.

Chine

2011

Orthopédie Étude

comparative

22

Stéréolithographie

Guide ou modèle chirurgical

Zhang YZ. et al. 198

.

Chine

2011

Orthopédie

Série de cas

18

Stéréolithographie

Guide ou modèle chirurgical

Zhou L. et al. 199

.

Chine

2009 Chirurgie

maxillofaciale

Rapport de cas

1

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

Zhou LB. et al. 200

.

Chine

2010 Chirurgie

maxillofaciale

Série de cas

6

Stéréolithographie Modèle anatomique imprimé

en 3D

†* : Ces symboles indiquent que la technique et l'application sont associées

Page 190: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

189

Annexe 2 : Répartition des avantages et des inconvénients selon l'application et la

technique utilisée

Tableau 21 : Répartition des avantages et des inconvénients selon l'application et la technique utilisée

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

Chirurgie plastique es-

thétique

Modèle anatomique

Fused Deposition Modelling

Précision [70] Coûts [70]

Temps - procédure chirurgicale

[70] Temps - préparation [70]

Inkjet Printing Coûts [127]

Temps - préparation [127]

Moule Stéréolithographie

Bibliothèque et possibilités de

reproduction [44,94] Coûts [44,94]

Planification préopératoire [44] Faisabilité [94]

Propriétés de l'objet obtenu [94] Propriétés de l'objet obtenu [94]

Risques et complications [44]

Temps - préparation [44]

Guides chirurgicaux Fused Deposition Modelling

Précision [30] Coûts [30].

Approche multidisciplinaire [30] Faisabilité [30].

Planification préopératoire [30] Propriétés de l'objet obtenu [30].

Temps - préparation [30].

Chirurgie cardiovasculaire Modèle anatomique Fused Deposition Modelling

Précision [102] Précision [102]

Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [150]

Caractéristiques de la technique

d'impression 3D [102]

Coûts [150] Faisabilité [150]

Faisabilité [102] Propriétés de l'objet obtenu

Page 191: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

190

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

[102]

Planification préopératoire

[102,150]

Temps - préparation [150]

Inkjet Printing

Précision [45,105,145] Précision [138]

Caractéristiques de la technique

d'impression 3D [105] Indications [45]

Coûts [45]. Approche multidisciplinaire

[144,145]

Faisabilité [15,45] Résultats pour les patients [68].

Guide peropératoire [105]. Propriétés de l'objet obtenu

[15,45,138].

Planification préopératoire

[45,68,105,138,144,145] Temps - préparation [68,105]

Propriétés de l'objet obtenu

[15,105].

Enseignement et formation [118]

Temps - préparation [45].

Inkjet Printing et frittage laser sélectif

Précision [112] Précision [112]

Guide peropératoire [112]. Propriétés de l'objet obtenu

[112]

Planification préopératoire [112]

Risques et complications [112]

Stéréolithographie

Précision [146] Précision [146]

Planification préopératoire [146]

Risques et complications [146]

Chirurgie digestive Modèle anatomique Inkjet Printing

Guide peropératoire [165]. Précision [165]

Planification préopératoire [165] Coûts [165]

Risques et complications [165] Propriétés de l'objet obtenu

[165]

Page 192: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

191

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

Enseignement et formation [165] Temps - préparation [165].

Frittage laser sélectif

Coûts [158]. Résultats pour les patients [158]

Planification préopératoire [158]

Enseignement et formation [158].

Chirurgie maxilla-faciale Modèle anatomique

Fused Deposition Modelling

Précision [86,92] Coûts [17]

Coûts [92,128] Risques et complication [17]

Faisabilité [86]

Indications [86]

Approche multidisciplinaire [17]

Éducation des patients [17].

Planification préopératoire

[17,128]

Propriétés de l'objet obtenu [17]

Enseignement et formation [17].

Temps - préparation [92]

Temps - procédure chirurgicale

[17,86]

Inkjet Printing

Précision [34,76]. Précision [114]

Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [76,120]. Temps - préparation [76,114]

Coûts [114].

Faisabilité [120]

Guide peropératoire [114,120]

Résultats pour les patients [16].

Planification préopératoire

[34,76,104].

Risques et complications [34]

Page 193: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

192

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

Enseignement et formation [104]

Temps - procédure chirurgicale

[34,76,114]

Powder deposition modelling

Précision [106]

Caractéristiques de la technique

d'impression 3D [106]

Planification préopératoire [106]

Enseignement et formation [106]

Temps - procédure chirurgicale

[106]

Frittage laser sélectif

Précision [47,109,151] Précision [136]

Coûts [151]. Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [90,160]

Guide peropératoire [90,136]. Coûts [98].

Résultats pour les patients

[35,47,90]. Indications [90]

Planification préopératoire

[35,47,90,93,136,160] Approche multidisciplinaire [98].

Propriétés de l'objet obtenu [160]. Propriétés de l'objet obtenu

[90,136].

Risques et complications

[90,109,151] Temps - préparation [90,98,136]

Temps - procédure chirurgicale

[98,136,151]

Temps - préparation [47].

Stéréolithographie

Précision

[79,80,95,125,132,143,147,152,155,1

70]

Précision [115,152,159,170]

Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [28]

Coûts [22,28,132,155,171]

Coûts [79,80,152,171] Indications [22,80,87]

Faisabilité [79,171] Guide peropératoire [80].

Page 194: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

193

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

Indications [28] Approche pluridisciplinaire

[79,80,95,152]

Guide peropératoire

[22,28,57,79,80,95,132,143,155,1

71]

Planification préopératoire

[28,155]

Bibliothèque et possibilités de

reproduction [87]. Risques et complications [143]

Éducation des patients [28,155]. Compétences expertise du chi-

rurgien [159,170]

Résultats pour les patients

[61,71,87,115,155,159]

Temps - procédure chirurgicale

[79].

Planification préopératoire

[28,57,61,71,79,80,87,129,143,152,

155,159,170]

Temps - préparation

[28,79,80,132,143,171]

Propriétés de l'objet obtenu [22].

Révision ou réintervention [79,80].

Risques et complications

[57,61,95,152,155]

Enseignement et formation [28].

Temps - procédure chirurgicale

[57,61,79,80,87,115,143,152,155,1

71]

Implant

Frittage direct des métaux par laser

Résultats pour les patients [31].

Planification préopératoire [31].

Risques et complications [31]

Temps - procédure chirurgicale

[31].

Stéréolithographie

Précision [75]

Indications [89]

Guide peropératoire [89].

Propriétés de l'objet obtenu [89].

Risques et complications [89]

Page 195: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

194

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

Temps - procédure chirurgicale

[89]

Moule

Fused Deposition Modelling

Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [29].

Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [29].

Coûts [29].

Bibliothèque et possibilités de

reproduction [29].

Propriétés de l'objet obtenu [29].

Temps - procédure chirurgicale

[29].

Inkjet Printing

Coûts [117]. Précision [113]

Education des patients [113] Coûts [113]

Résultats pour les patients [117]. Approche multidisciplinaire

[113].

Planification préopératoire [113] Résultats pour les patients [164].

Enseignement et formation [113] Temps - préparation [113]

Temps - procédure chirurgicale

[113]

Temps - préparation [117]

Frittage laser sélectif et stéréolithogra-

phie

Faisabilité [133] Précision [133]

Coûts [133]

Guides chirurgicaux

Frittage direct des métaux par laser

Coûts [32]. Compétences expertise du chi-

rurgien [32]

Guide peropératoire [32].

Risques et complications [32]

Temps - procédure chirurgicale

[32].

Enseignement et formation [32].

Fused Deposition Modelling Précision [92] Temps - préparation [59].

Coûts [92].

Page 196: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

195

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

L'éducation des patients [59]

Enseignement et formation [59]

Temps - préparation [92]

Inkjet Printing

Résultats pour les patients [16,14]. Résultats pour les patients [14].

Risques et complications [14]

Frittage laser sélectif

Précision [58,84,109,111] Coûts [18].

Coûts [58]. Approche multidisciplinaire [84].

Guide peropératoire

[18,84,110,111]

Temps - procédure chirurgicale

[18]

Planification préopératoire [111]

Risques et complications

[18,109,110]

Temps - procédure chirurgicale

[58,98].

Temps - préparation [58].

Stéréolithographie

Précision [132] Précision [20].

Guide peropératoire

[20,132,141,148]

Coûts [132].

Bibliothèque et possibilités de

reproduction [87].

Résultats pour les patients [87].

Planification préopératoire

[87,141]

Propriétés de l'objet obtenu

[20,141].

Temps - procédure chirurgicale

[20,87,148] Risques et complications [148]

Neurochirurgie Modèle anatomique Inkjet Printing

Précision [49]

Risques et complications [49]

Temps - procédure chirurgicale

[49].

Page 197: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

196

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

Frittage laser sélectif

Résultats pour les patients [131]. Précision [131]

Risques et complications [131] Bibliothèque et possibilités de

reproduction [131].

Implant Frittage laser sélectif Précision [130]

Orthopédie Modèle anatomique

Fused Deposition Modelling

Faisabilité [81-83] Précision [81]

Résultats pour les patients [40,82].

Temps - préparation [124].

Planification préopératoire

[40,88,124].

Temps - procédure chirurgicale

[81]

Risques et complications

[39,40,83].

Compétences et expertise du

chirurgien [40,124]

Enseignement et formation

[40,124]

Temps - procédure chirurgicale

[39,40].

Inkjet Printing

Planification préopératoire [64,73]. Coûts [73].

Propriétés de l'objet obtenu [64]. Propriétés de l'objet obtenu [64].

Temps - procédure chirurgicale

[73] Temps - préparation [73]

Powder deposition modelling

Caractéristiques de la technique

d'impression 3D [149] Précision [149]

Planification préopératoire [149] Caractéristiques de la technique

d'impression 3D [149]

Frittage laser sélectif

Précision [162] Précision [162,163]

Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [66] Approche pluridisciplinaire [21]

Coûts [48,66] Coûts [163].

Guide peropératoire [21,108,162].

Éducation des patients [66 162].

Résultats pour les patients

[21,108].

Page 198: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

197

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

Planification préopératoire

[21,46,48,66,103,108,162]

Propriétés de l'objet obtenu [46].

Risques et complications

[21,103,162,163]

Enseignement et formation [66]

Temps - procédure chirurgicale

[21,163]

Temps - préparation [48,66].

Stéréolithographie

Précision [67,99,100,123] Précision [99,101]

Coûts [100] Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [99].

Faisabilité [100] Coûts [101,123]

Guide peropératoire [43]. Guide peropératoire [43].

Education des patients [43,67,101] Propriétés de l'objet obtenu

[101]

Résultats pour les patients [67]. Les compétences et l'expertise

des chirurgiens [100]

Planification préopératoire

[43,67,99-101,123]

Risques et complications

[43,67,99]

Compétences et 'expertise du

chirurgien [99]

Enseignement et formation [67].

Temps - procédure chirurgicale

[67,99,100].

Stéréolithographie et Fused Deposition

Modelling

Education des patients [51]. Propriétés de l'objet obtenu [51].

Planification préopératoire [51]

Risques et complications [51]

Temps - procédure chirurgicale

[51].

Page 199: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

198

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

Guides chirurgicaux

Fused Deposition Modelling

Faisabilité [81,83] Précision [81]

Risques et complications [83]

Temps - procédure chirurgicale

[81]

Inkjet Printing

Planification préopératoire [73] Coûts [73].

Temps - procédure chirurgicale

[73]

Temps - préparation [73]

Frittage laser sélectif

Précision [42,139] Coûts [42 139]

Guide peropératoire [21,107,139] Indications [107]

Résultats pour les patients

[21,107]. Approche pluridisciplinaire [21]

Planification préopératoire

[21,139]

Compétences et expertise du

chirurgien [107]

Risques et complications [21] Temps - procédure chirurgicale

[107]

Temps - procédure chirurgicale

[21,42] Temps - préparation [139]

Stéréolithographie

Précision [55,99,100,169]. Précision [100,169]

Coûts [100] Caractéristiques de la technique

d'impression en 3D [99].

Faisabilité [55.100.169] Guide peropératoire [55].

Guide peropératoire [55,169]. Risques et complications

[55,169].

Résultats pour les patients [168] Compétences et expertise du

chirurgien [100].

Planification préopératoire

[99,100] Temps - préparation [55].

Risques et complications

[55,99,168]

Compétences et expertise du

chirurgien [99]

Temps - procédure chirurgicale

[55,99,100,168,169]

Chirurgie urologique Modèle anatomique Inkjet Printing Coûts [23]. Précision [23].

Résultats pour les patients [23]. Caractéristiques de la technique

Page 200: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

199

Discipline chirurgicale Application Technique Avantages Inconvénients

d'impression en 3D [23]

Planification préopératoire [23].

Propriétés de l'objet obtenu [23].

Risques et complications [23]

Temps - préparation [23].

Enseignement et formation [23]

Stéréolithographie

Guide peropératoire [142]. Résultats pour les patients [142].

Education des patients [142] Propriétés de l'objet obtenu

[142]

Planification préopératoire [142]

Moule Inkjet Printing Coûts [26]. Précision [26]

Enseignement et formation [26]. Propriétés de l'objet obtenu [26].

Page 201: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

200

Annexe 3 : Guide d’entretien à destination des chirurgiens sur

l’utilisation de l’impression 3D en France

1. Votre service dispose-t-il d’une imprimante 3D ?

Oui /Non

a. Si oui : a. En avez-vous une seule ou plusieurs ?

b. Quel est la marque ou le modèle de votre imprimante 3D ?

c. Quel matériau d’impression utilisez-vous ?

d. A quelles fins l’utilisez-vous ?

e. Qu’apporte cette technologie à votre pratique ?

f. Quel est le délai moyen d’obtention des produits imprimés en 3 dimensions ?

g. Qui réalise le fichier à imprimer ?

h. Que pensez-vous de la qualité du produit obtenu ?

i. Si vous deviez estimer le nombre de cas ayant nécessité un recours à cette technologie en 2016,

diriez-vous que ce nombre est : Inférieur à 5 / Compris entre 5 et 15 / Supérieur à 15 / Ne sait pas

j. Si vous deviez estimer le nombre de modèles anatomiques imprimés en 3 dimensions au sein de

votre service en 2016, diriez-vous que ce nombre est : Inférieur à 5 / Compris entre 5 et 15 / Su-

périeur à 15 / Ne sait pas

k. De même, si vous deviez estimer les coûts associés pour l’année 2016 (hors coût d’achat de

l’imprimante), diriez-vous qu’ils sont : Inférieurs à 15 000 € / Compris entre 15 000 et 50 000 € /

Supérieurs à 50 000 € / Ne sait pas

l. Votre service a-t-il eu recours en 2016 à des entreprises externes pour commander des DM pro-

duits par impression 3D ?

i. Si oui :

1. Pouvez-vous estimer le nombre de cas ? Inférieur à 5 cas / Compris entre 5 et 15

cas / Supérieur à 15 cas / Ne sait pas

2. Pouvez-vous estimer les coûts associés ? Inférieurs à 15 000 € / Compris entre 15

000 et 50 000 € / Supérieurs à 50 000 € / Ne sait pas

b. Si non : a. Projetez-vous d’en faire l’acquisition ? Si oui, à quel horizon ?

b. Votre service a-t-il eu recours en 2016 à des entreprises externes pour vous fournir des DM ou des modèles anatomiques produits par impression 3D ?

i. Si oui : 1. Avez-vous été satisfaits de ces services ? 2. Qu’apportent-ils à votre pratique ? 3. Si vous deviez estimer le nombre de cas ayant nécessité un recours à cette

technologie en 2016, diriez-vous que ce nombre est : Inférieur à 5 cas / Compris entre 5 et 15 cas / Supérieur à 15 cas / Ne sait pas

4. Si vous deviez estimer le nombre de modèles anatomiques imprimés en 3 dimensions commandés par votre service en 2016, diriez-vous que ce nombre est : Inférieur à 5 cas / Compris entre 5 et 15 cas / Supérieur à 15 cas / Ne sait pas

5. Si vous deviez estimer le nombre de guides chirurgicaux produits par impres-sion 3D commandés par votre service en 2016, diriez-vous que ce nombre est : Inférieur à 5 / Compris entre 5 et 15 / Supérieur à 15 / Ne sait pas

Page 202: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

201

6. Si vous deviez estimer le nombre d’implants produits par impression 3D commandés par votre service en 2016, diriez-vous que ce nombre est : Infé-rieur à 5 / Compris entre 5 et 15 / Supérieur à 15 / Ne sait pas

7. Si vous deviez estimer les coûts associés pour l’année 2016, diriez-vous qu’ils sont : Inférieurs à 15 000 € / Compris entre 15 000 et 50 000 € / Supérieurs à 50 000 € / Ne sait pas

Page 203: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

202

Annexe 4 : Guide d’entretien à destination des pharmaciens

sur l’utilisation de l’impression 3D en France

1. Votre établissement dispose-t-il d’une imprimante 3D ?

Oui / Non

A) Si Oui :

a. Quels sont les services qui l’utilisent ?

b. Si vous deviez estimer le nombre de cas ayant nécessité un recours à cette technologie en

2016, diriez-vous que ce nombre est : Inférieur à 5 / Compris entre 5 et 15 / Supérieur à 15 /

Ne sait pas

c. Si vous deviez estimer le nombre de modèles anatomiques imprimés en 3 dimensions au

sein de votre établissement en 2016, diriez-vous que ce nombre est : Inférieur à 5 / Compris

entre 5 et 15 / Supérieur à 15 / Ne sait pas

d. Si vous deviez estimer les coûts associés pour l’année 2016 (hors coût d’achat de

l’imprimante), diriez-vous qu’ils sont : Inférieurs à 15 000 € / Compris entre 15 000 et 50 000

€ / Supérieurs à 50 000 € / Ne sait pas

e. Avez-vous eu recours en 2016 à des entreprises externes pour vous fournir des DM produits

par impression 3D ?

i. Si oui :

1. Pouvez-vous estimer le nombre de cas ? Inférieur à 5 cas / Compris entre 5 et

15 cas / Supérieur à 15 cas / Ne sait pas

2. Pouvez-vous estimer les coûts associés ? Inférieurs à 15 000 € / Compris entre

15 000 et 50 000 € / Supérieurs à 50 000 € / Ne sait pas

B) Si non :

a. Projetez-vous d’en faire l’acquisition ? Si oui, à quel horizon ?

b. Avez-vous eu recours en 2016 à des entreprises externes pour vous fournir des DM ou des

modèles anatomiques produits par impression 3D ?

i. Si oui :

1. Quelles sont les spécialités qui ont recours à ces services au sein de votre

centre ?

2. Si vous deviez estimer le nombre de cas ayant nécessité un recours à cette

technologie en 2016, diriez-vous que ce nombre est : Inférieur à 5 / Compris

entre 5 et 15 / Supérieur à 15 / Ne sait pas

3. Si vous deviez estimer le nombre de modèles anatomiques produits par im-

pression 3D commandés par votre établissement en 2016, diriez-vous que ce

nombre est : Inférieur à 5 / Compris entre 5 et 15 / Supérieur à 15 / Ne sait

pas

4. Si vous deviez estimer le nombre de guides chirurgicaux produits par impres-

sion 3D commandés par votre établissement en 2016, diriez-vous que ce

nombre est : Inférieur à 5 / Compris entre 5 et 15 / Supérieur à 15 / Ne sait

pas

Page 204: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

203

5. Si vous deviez estimer le nombre d’implants produits par impression 3D

commandés par votre établissement en 2016, diriez-vous que ce nombre est :

Inférieur à 5 / Compris entre 5 et 15 / Supérieur à 15 / Ne sait pas

6. Si vous deviez estimer les coûts associés pour l’année 2016, diriez-vous qu’ils

sont : Inférieurs à 15 000 € / Compris entre 15 000 et 50 000 € / Supérieurs à

50 000 € / Ne sait pas

Page 205: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

204

Annexe 5 : Guide d’entretien sur l’utilisation de l’impression

3D en Europe

Préambule : Cette enquête vise à évaluer l'utilisation de l'impression 3D en chirurgie en Europe. La

bioimpression, les prothèses de membres et la dentisterie ne font pas partie du champ de cette étude.

1. Contact :

a. Nom :

b. Prénom :

c. Institution :

2. Type d'institution :

a. Etablissement public

b. Etablissement privé à but non lucratif

c. Etablissement privé à but lucratif

3. Nombre de lits d'hôpital

a. <500

b. 500≤X<1000

c. >1000

d. Inconnu

4. Quel est votre domaine chirurgical ?

a. Chirurgie générale

b. Chirurgie pédiatrique

c. Chirurgie maxillo-faciale et stomatologie

d. Chirurgie de la tête et du cou

e. Neurochirurgie

f. Ophtalmologie

g. Chirurgie viscérale et digestive

h. Chirurgie reconstructive et esthétique

i. Chirurgie vasculaire

j. Chirurgie orthopédique et traumatologie

k. Chirurgie urologique

l. Chirurgie thoracique et cardiovasculaire

m. Autres

5. Pourquoi votre équipe/votre équipe utilise-t-elle l'impression 3D ? (en interne ou par un tiers

fournisseur)

a. Modèles anatomiques spécifiques au patient (c'est-à-dire modèles reproduisant l'anatomie

du patient, aidant à la planification de l'opération)

i. Aucun cas

ii. Moins de 5 cas

iii. Entre 5 et 15 cas

iv. Entre 15 et 30 cas

v. Plus de 30 affaires

vi. Inconnu

b. Guides spécifiques aux patients (c'est-à-dire instruments utilisés par le chirurgien dans la

Page 206: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

205

salle d'opération pour pratiquer des ostéotomies ou pour aider à l'insertion de vis ou

d'implants)

i. Aucun cas

ii. Moins de 5 cas

iii. Entre 5 et 15 cas

iv. Entre 15 et 30 cas

v. Plus de 30 affaires

vi. Inconnu

c. Implants

i. Aucun cas

ii. Moins de 5 cas

iii. Entre 5 et 15 cas

iv. Entre 15 et 30 cas

v. Plus de 30 affaires

vi. Inconnu

d. Autre (veuillez préciser)

6. En 2017, combien avez-vous dépensé pour l'impression 3D ? (en interne ou par un prestataire

tiers)

a. Moins de 5000€

b. Entre 5 000 et 15 000 euros

c. Entre 15000 et 30000 €.

d. Entre 30000€ et 50000

e. Plus de 50000€

f. Inconnu

7. D'où vient le financement ?

a. Couvert par les groupes liés au diagnostic ?

b. Couvert par un paiement supplémentaire

c. Autre (veuillez préciser)

8. Utilisez-vous l'impression 3D :

a. Dans votre pratique clinique de routine ?

b. A des fins de recherche ?

c. Ou les deux ?

9. Comment accéder à l'impression 3D aujourd'hui ?

a. Service interne, disponible par département

b. Service interne, disponible pour plusieurs institutions

c. Tiers fournisseur

d. Partenariat avec un laboratoire de recherche

e. Autre (veuillez préciser)

10. Si vous avez accès à l'impression 3d via le service interne d'un département :

a. Qu'est-ce que vous / votre équipe imprimez en 3d ?

i. Modèles spécifiques aux patients

ii. Guides spécifiques aux patients

iii. Implants

iv. Autres (veuillez préciser)

b. Qui participe au processus d'impression 3D

i. Chirurgien

Page 207: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

206

ii. Radiologue

iii. Ingénieur

iv. Technicien

v. Autre (veuillez préciser)

c. En moyenne, quel est le temps nécessaire pour obtenir le produit final ?

d. Votre imprimante 3D est-elle :

i. achetée

ii. louée

iii. fournie par un tiers ?

11. Si vous avez accès à l'impression 3d via un service interne disponible pour plusieurs institutions

a. Qu'est-ce que vous / votre équipe imprimez en 3d ?

i. Modèles spécifiques aux patients

ii. Guides spécifiques aux patients

iii. Implants

iv. Autres (veuillez préciser)

b. En moyenne, quel est le temps nécessaire pour obtenir le produit final ?

c. Pouvez-vous nous donner le nom de la personne de contact ?

12. Si vous accédez à l'impression 3d via un fournisseur tiers :

a. Nom :

b. Qu'est-ce que vous / votre équipe imprimez en 3d ?

i. Modèles spécifiques aux patients

ii. Guides spécifiques aux patients

iii. Implants

iv. Autres (veuillez préciser)

c. En moyenne, quel est le temps nécessaire pour obtenir le produit final ?

d. Dans votre institution, qui participe au processus d'impression 3D ?

i. Chirurgien

ii. Radiologue

iii. Pharmacien

iv. Autres (veuillez préciser)

13. Réalisez-vous une étude pour évaluer l'impression 3D ?

a. Si oui :

i. Conception de l'étude :

1. Étude prospective randomisée

2. Étude prospective non randomisée

3. Étude rétrospective

ii. Critères de jugement :

1. Critères cliniques

2. Critères économiques

b. Si non, veuillez expliquer pourquoi :

14. Pouvez-vous citer 3 critères qu'il serait intéressant d'évaluer pour démontrer l'impact de

l'impression 3d en chirurgie ?

15. Selon vous, quels sont les principaux avantages de l'impression 3d en chirurgie ?

a. Qualité du résultat opérationnel

Page 208: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

207

b. Planification de la chirurgie

c. Amélioration de la qualité de vie des patients

d. Écologique

e. Formation des étudiants

f. Réduction des risques et des complications pour le patient

g. Réduction des risques pour le chirurgien

h. Notoriété de l'hôpital

i. Autres (veuillez préciser)

16. Selon vous, quelles sont les principales limites à la généralisation de l'impression 3D ?

a. Coûts supplémentaires

b. Le temps d'obtenir le produit

c. Complexité organisationnelle

d. Manque de qualité du produit final

e. Manque de données sur les avantages cliniques ou économiques

f. Absence de réglementation

g. Manque de personnel qualifié dans votre équipe

h. Toxicité potentielle

i. Autre (veuillez préciser)

17. Pouvez-vous nous indiquer une personne à contacter en Europe dont vous savez qu'elle utilise

l'impression 3D ?

Page 209: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Annexe 6 : Synthèse des données relatives à

l'organisation pratique de l'activité d'impression au sein

des établissements de santé

Tableau 22 : Synthèse des données relatives à l'organisation pratique de l'activité d'impression au

sein des établissements de santé

Service N

Qui réalise le

fichier à im-

primer ?

Quel est le délai

moyen

d’obtention des

produits ?

Que pensez-vous de la qualité des

objets réalisés ?

Chirurgie maxillo-

faciale 1 Le chirurgien De quelques

heures à 24

heures

Satisfaisante

Chirurgie maxillo-

faciale 3 Le chirurgien 24 heures Satisfaisante

Chirurgie maxillo-

faciale 2 Le chirurgien Quelques heures Parfaite

Chirurgie maxillo-

faciale 2 Le chirurgien Quelques heures Satisfaisante

Chirurgie orthopé-

dique 1 Le chirurgien 13 heures environ Bonne, mais des "bugs" surviennent par-

fois, rendant le produit inutilisable

Chirurgie maxillo-

faciale 1 Pas encore en

service

Pas encore en

service

Pas encore en service

Chirurgie maxillo-

faciale 1 Le chirurgien 10 heures mini-

mum

Variable selon la qualité du scanner et du

matériau utilisé. Il arrive que le produit

obtenu soit inutilisable.

Chirurgie maxillo-

faciale 2

Un interne, sous

la surveillance

d’un chirurgien

Entre 20 et 30

heures pour les

cas les plus

simples et plus de

45 heures pour les

cas les plus com-

plexes

Qualité satisfaisante, mais variable

Chirurgie maxillo-

faciale 3 Le chirurgien 8 à 40 heures Très bonne

Page 210: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Annexe 7 : Liste des pays ayant participé à l’enquête

européenne sur l’utilisation de l’impression 3D en milieu

hospitalier

Tableau 23 : Nombre de réponses obtenues par pays au cours de l'enquête européenne

Pays Nombre de réponses

Allemagne 3

Angleterre 1

Belgique 3

Danemark 1

Espagne 4

Finlande 1

Grèce 2

Italie 4

Lettonie 1

Pays-Bas 2

Pologne 2

Total général 24

Page 211: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

210

Annexe 8 : Liste des publications incluses dans la revue systématique de la littérature

portant sur l’évaluation clinique de l’impression 3D

Tableau 24 : Liste des publications incluses dans la revue systématique de la littérature portant sur l’évaluation clinique de l’impression 3D

Nom du prem-

ier auteur

Titre Pays An-

née

Discipline

chirurgicale

Type

d’interventio

n

Applications Type d’étude N° de

patients

– Groupe

3D

N° de

patients

– Groupe

contrôle

Al-Ahmad et

al.45

Evaluation of an innovative computer-

assisted sagittal split ramus osteotomy

to reduce neurosensory alterations fol-

lowing orthognathic surgery: a pilot

study.

Jordanie 2013 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive randomi-

sée

8 8

Ayoub et al.47

Evaluation of computer-assisted man-

dibular reconstruction with vascularized

iliac crest bone graft compared to con-

ventional surgery: a randomized pro-

spective clinical trial.

Alle-

magne

2014 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Modèles

anatomiques,

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive randomi-

sée

10 10

Azuma Masaki

et al.48

Mandibular reconstruction using plates

prebent to fit rapid prototyping 3-

dimensional printing models ameliorates

contour deformity.

Japon 2014 Chirurgie

maxillofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Modèles ana-

tomiques

Etude re-

trospective

12 16

Chen Hongliang

et al.220

Clinical Use of 3D Printing Guide Plate in

Posterior Lumbar Pedicle Screw Fixation.

Chine 2015 Chirurgie or-

thopédique

Traitement

d’une défor-

mation de la

colonne verté-

brale

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive randomi-

sée

23 20

Page 212: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

211

Nom du prem-

ier auteur

Titre Pays An-

née

Discipline

chirurgicale

Type

d’interventio

n

Applications Type d’étude N° de

patients

– Groupe

3D

N° de

patients

– Groupe

contrôle

Chrzan Robert

et al.221

Cranioplasty prosthesis manufacturing

based on reverse engineering technolo-

gy

Pologne 2012 Chirurgie cra-

niofaciale

Cranioplastie Modèles

anatomiques,

Implants

Etude prospec-

tive randomi-

sée

19 20

Ciocca et al.62

Accuracy of fibular sectioning and inser-

tion into a rapid-prototyped bone plate,

for mandibular reconstruction using

CAD-CAM technology.

Italie 2015 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Guides chirur-

gicaux,

Implants

Etude retro-

spective

5 5

Du Hao et al.71

Use of patient-specific templates in hip

resurfacing arthroplasty: experience from

sixteen cases

Chine 2013 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

de hanche

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive randomi-

sée

16 18

Heyse et al.222

Improved femoral component rotation

in TKA using patient-specific instrumen-

tation.

Alle-

magne

2014 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

totale de

genou

Guides chirur-

gicaux

Etude retro-

spective

46 48

Hurson et al.95

Rapid prototyping in the assessment,

classification and preoperative planning

of acetabular fractures.

Irelande 2007 Chirurgie or-

thopédique

Traitement de

fracture de

hanche

Modèles

anatomiques

Etude prospec-

tive

20

Page 213: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

212

Nom du prem-

ier auteur

Titre Pays An-

née

Discipline

chirurgicale

Type

d’interventio

n

Applications Type d’étude N° de

patients

– Groupe

3D

N° de

patients

– Groupe

contrôle

Jiang et al.223

Functional evaluation of a CAD/CAM

prosthesis for immediate defect repair

after total maxillectomy: a case series of

18 patients with maxillary sinus cancer.

Chine 2015 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Implants Etude retro-

spective

5 13

Khechoyan

David et al.224

Surgical outcomes in craniosynostosis

reconstruction: The use of prefabricated

templates in cranial vault remodelling

USA 2013 Chirurgie cra-

niofaciale

Cranioplastie Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive

14 23

Kozakiewicz

Marcin et al.109

Treatment with individual orbital wall

implants in humans - 1-year ophthalmo-

logic evaluation

Pologne 2011 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de l’orbite

Modèles

anatomiques,

Implants

Etude prospec-

tive

12 12

Li Baofeng et

al.225

Comparative use of the computer-aided

angiography and rapid prototyping

technology versus conventional imaging

in the management of the Tile C pelvic

fractures.

Chine 2016 Chirurgie or-

thopédique

Traitement de

fracture de

bassin

Modèles

anatomiques

Etude retro-

spective

81 76

Mazzoni et

al.226

Prosthetically guided Chirurgie maxillo-

faciale: evaluation of the accuracy of a

surgical guide and custom-made bone

plate in oncology patients after mandib-

ular reconstruction.

Italie 2013 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Modèles

anatomiques,

Guides chirur-

gicaux,

Implants

Etude prospec-

tive

7 5

Page 214: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

213

Nom du prem-

ier auteur

Titre Pays An-

née

Discipline

chirurgicale

Type

d’interventio

n

Applications Type d’étude N° de

patients

– Groupe

3D

N° de

patients

– Groupe

contrôle

Merc et al.136

A multi-level rapid prototyping drill

guide template reduces the perforation

risk of pedicle screw placement in the

lumbar and sacral spine.

Slovenie 2013 Chirurgie or-

thopédique

Traitement

d’une défor-

mation de la

colonne ver-

tébrale

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive randomi-

sée

9 10

Modabber et

al.138

Computer-assisted mandibular recons-

truction with vascularized iliac crest bone

graft.

Alle-

magne

2012 Chirurgie

maxillofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Modèles ana-

tomiques,

Guides chirur-

gicaux

Etude re-

trospective

5 15

Modabber et

al.139

Evaluation of computer-assisted Recon-

struction de mâchoire with free vascular-

ized fibular flap compared to conven-

tional surgery: a clinical pilot study.

Alle-

magne

2012 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Modèles

anatomiques,

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive randomi-

sée

5 5

Nam et al.227

The Mark Coventry Award: Custom Cut-

ting Guides Do Not Improve Arthroplas-

tie totale de genou Clinical Outcomes at

2 Years Follow-up.

USA 2016 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

totale de

genou

Guides chirur-

gicaux

Etude retro-

spective

95 95

Pfitzner et al.228

Small improvements in mechanical axis

alignment achieved with MRI versus CT-

based patient-specific instruments in

TKA: a randomized clinical trial.

Alle-

magne

2014 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

totale de

genou

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive randomi-

sée

30 30 /30

Page 215: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

214

Nom du prem-

ier auteur

Titre Pays An-

née

Discipline

chirurgicale

Type

d’interventio

n

Applications Type d’étude N° de

patients

– Groupe

3D

N° de

patients

– Groupe

contrôle

Pires de farias

Terence et al.229

Use of prototyping in preoperative plan-

ning for patients with head and neck

tumors

Brésil 2014 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Modèles

anatomiques

Etude prospec-

tive randomi-

sée

17 20

Rana et al.230

Increasing the accuracy of orbital recon-

struction with selective laser-melted

patient-specific implants combined with

intraoperative navigation.

Alle-

magne

2015 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de l’orbite

Implants Etude retro-

spective

17 17

Rathod et al.231

Reducing blood loss in bilateral Arthro-

plastie totale de genou with patient-

specific instrumentation.

USA 2015 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

totale de

genou

Guides chirur-

gicaux

Etude retro-

spective

15 14

Renson et al.232

Improved alignment and operating

room efficiency with patient-specific

instrumentation for TKA.

Belgique 2014 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

totale de

genou

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive

71 60

Sassoon et al.233

Systematic review of patient-specific

instrumentation in Arthroplastie totale

de genou: new but not improved.

USA 2015 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

totale de

genou

Guides chirur-

gicaux

Revue systé-

matique

Page 216: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

215

Nom du prem-

ier auteur

Titre Pays An-

née

Discipline

chirurgicale

Type

d’interventio

n

Applications Type d’étude N° de

patients

– Groupe

3D

N° de

patients

– Groupe

contrôle

Schweizer An-

dreas et al.234

Computer-assisted 3-dimensional recon-

structions of scaphoid fractures and

nonunions with and without the use of

patient-specific guides: Early clinical

outcomes and postoperative assess-

ments of reconstruction accuracy

Suisse 2015 Chirurgie or-

thopédique

Traitement de

fracture de

main

Guides chirur-

gicaux

Etude retro-

spective

9 13

Seruya et al.235

Computer-assisted versus conventional

free fibula flap technique for craniofacial

reconstruction: an outcomes compari-

son.,

Australie 2013 Chirurgie cra-

niofaciale

Cranioplastie Modèles ana-

tomiques

Etude re-

trospective

10 58

Shuang Feng et

al.236

Treatment of Intercondylar Humeral

Fractures With 3D-Printed Osteosynthe-

sis Plates.,

Chine 2016 Chirurgie or-

thopédique

Traitement de

fracture humé-

rale

Modèles

anatomiques,

Implants

Etude prospec-

tive randomi-

sée

6 7

Sieira Gil et

al.237

Surgical planning and microvascular

reconstruction of the mandible with a

fibular flap using computer-aided de-

sign, rapid prototype modelling, and

precontoured titanium reconstruction

plates: a Etude prospective.

Espagne 2015 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Modèles

anatomiques,

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive

10 10

Sumida Tomoki

et al.238

Custom-made titanium devices as mem-

branes for bone augmentation in im-

plant treatment: Clinical application and

the comparison with conventional titani-

um mesh

Japon 2015 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Implants Etude prospec-

tive

13 13

Page 217: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

216

Nom du prem-

ier auteur

Titre Pays An-

née

Discipline

chirurgicale

Type

d’interventio

n

Applications Type d’étude N° de

patients

– Groupe

3D

N° de

patients

– Groupe

contrôle

Tang Wei et

al.239

Individual design and rapid prototyping

in reconstruction of orbital wall defects.

Chine 2010 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de l’orbite

Modèles

anatomiques

Etude retro-

spective

46 46

Tarsitano

Achille et al.240

Is a computer-assisted design and com-

puter-assisted manufacturing method

for mandibular reconstruction economi-

cally viable?

Italie 2016 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Guides chirur-

gicaux,

Implants

Etude prospec-

tive

20 20

Tarsitano

Achille et al.241

Morphological results of customized

microvascular mandibular reconstruc-

tion: A comparative study.

Italie 2016 Chirurgie max-

illofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Guides chirur-

gicaux,

Implants

Etude prospec-

tive

30 30

van Nunen et

al.242

Stereolithographic skull models in the

surgical planning of fronto-supraorbital

bar advancement for non-syndromic

trigonocephaly.

Pays-Bas 2014 Chirurgie cra-

niofaciale

Cranioplastie Modèles

anatomiques

Etude retro-

spective

5 6

Wilasrusmee et

al.243

Three-dimensional aortic aneurysm

model and endovascular repair: an edu-

cational tool for surgical trainees.

Thailande 2008 Chirugie vascu-

laire

Traitement

d’anévrysme

aortique

Modèles

anatomiques

Etude prospec-

tive randomi-

sée

22 21

Page 218: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

217

Nom du prem-

ier auteur

Titre Pays An-

née

Discipline

chirurgicale

Type

d’interventio

n

Applications Type d’étude N° de

patients

– Groupe

3D

N° de

patients

– Groupe

contrôle

Yang Mingyuan

et al.192

Application of 3D rapid prototyping

technology in posterior corrective surge-

ry for Lenke 1 adolescent idiopathic

scoliosis patients

Chine 2015 Chirurgie or-

thopédique

Traitement

d’une défor-

mation de la

colonne verté-

brale

Modèles ana-

tomiques

Etude re-

trospective

50 76

Zhang Shan

Yong et al.195

Application of rapid prototyping for

temporomandibular joint reconstruction.

Chine 2011 Chirurgie

maxillofaciale

Reconstruction

de mâchoire

Modèles ana-

tomiques

Etude prospec-

tive

11 23

Zhang Yuan Z.

et al.244

Alignment of the lower extremity me-

chanical axis by computer-aided design

and application in Arthroplastie totale de

genou.

Chine 2016 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

totale de

genou

Guides chirur-

gicaux

Etude prospec-

tive randomi-

sée

20 20

Zhang Yuan Z.

et al.197

Preliminary application of computer-

assisted patient-specific acetabular navi-

gational template for total hip arthro-

plasty in adult single development dys-

plasia of the hip

Chine 2011 Chirurgie or-

thopédique

Arthroplastie

de hanche

Modèles ana-

tomiques

Etude prospec-

tive randomi-

sée

11 11

Page 219: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

218

Annexe 9 : Critères évalués dans les études incluses dans la

revue systématique de la littérature portant sur l’évaluation

clinique de l'impression 3D

Tableau 25 : Critères évalués dans les études incluses dans la revue systématique de la littérature portant

sur l’évaluation clinique de l'impression 3D

Catégorie Critère évalué Nombre

d’études

Pourcentage

d’études

Durée

Temps opératoire 18 47%

Durée d'hospitalisation 8 21%

Durée d'ischémie 4 11%

Temps pour reconstruction osseuse 4 11%

Temps de prélèvement du transplant 3 8%

Temps de positionnement des vis 2 5%

Temps d'ostéosynthèse 2 5%

Durée pour consolidation osseuse 1 3%

Durée d'hospitalisation en unité de soins continus 1 3%

Temps de fluoroscopie 1 3%

Temps de préparation pré-opératoire 1 3%

Durée d'intervention globale 1 3%

Complications

Perte sanguine 11 29%

Taux de complications 8 21%

Mauvais alignement des vis 3 8%

Douleur post-opératoire 1 3%

Nausées post-opératoires 1 3%

Réintervention 1 3%

Résultats

opératoires

Mesure d'angles et d'axes 7 18%

Résultat esthétique 6 16%

Qualité du transplant 6 16%

Amplitude de mouvement 2 5%

Différence entre modélisation et résultat clinique 2 5%

Consolidation osseuse 2 5%

Divers

Nombre d'instruments utilisés 2 5%

Type de sortie 2 5%

Coûts 2 5%

Page 220: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

219

Annexe 10 : Caractéristiques des études incluses dans la revue systématique de la

littérature portant sur l’évaluation économique de l’impression 3D

Tableau 26 : Caractéristiques des études incluses dans la revue systématique de la littérature portant sur l’évaluation économique de l’impression

3D

Premier

auteur,

date, pays

Titre Spécialité

chirurgicale

Application Lieu de pro-

duction

Type d’étude Objectifs de

l’étude

Nbre

de

pa-

tients

Coûts évalués Résultats

King, B. J.,

2018, USA 252

On-Site 3-

Dimensional Print-

ing and Preopera-

tive Adaptation

Decrease Opera-

tive Time for

Mandibular Frac-

ture Repair.

Chirurgie

maxillofaciale

Modèle ana-

tomique

Hôpital Etude compa-

rative

(chirurgie

traditionnelle

vs chirurgie

planifiée avec

des modèles

imprimés en

3D)

Comparaison

du temps opé-

ratoire (objectif

primaire) et des

coûts opéra-

toires (objectif

secondaire)

entre la chirur-

gie tradition-

nelle et la chi-

rurgie planifiée

à l'aide de mo-

dèles imprimés

en 3D

38 Coûts opéra-

toires définis

comme le

temps de

chirurgie mul-

tiplié par le

coût local de

la salle d'opé-

ration par

minute

Une économie de 1

608,45 USD (2 306,45

USD contre 698 USD)

par patient a été

observée grâce à

l'utilisation de mo-

dèles d'impression

3D. Les coûts de

production des mo-

dèles (moins de 1

USD) et d'achat de

l'imprimante (2 495

USD) ne sont pas

inclus dans l'évalua-

tion

Legocki, A.,

2017, USA 253

Benefits and Limi-

tations of Entry-

Level 3-

Dimensional Print-

ing of Maxillofa-

cial Skeletal Mod-

els.

Chirurgie

maxillofaciale

Modèle ana-

tomique

Hôpital et

fournisseur

extérieur

Étude compa-

rative (mo-

dèles internes

vs commer-

ciaux)

Évaluer la fidéli-

té des modèles,

la facilité d'utili-

sation, les coûts

de production

et les indica-

tions cliniques

des modèles

internes

3 Modèle com-

mercial : achat

de modèles et

frais de planifi-

cation chirur-

gicale virtuelle

Modèle in-

terne : coût du

matériel et du

personnel

Le coût d'un modèle

commercial est esti-

mé à plus de 2 000

USD, tandis que le

coût d'un modèle

maison varie entre

90,85 et 91,65 USD.

L'achat d'une impri-

mante 3D (2 899

USD) et l'abonne-

ment annuel au

logiciel (699 USD) ne

Page 221: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

220

Premier

auteur,

date, pays

Titre Spécialité

chirurgicale

Application Lieu de pro-

duction

Type d’étude Objectifs de

l’étude

Nbre

de

pa-

tients

Coûts évalués Résultats

sont pas inclus.

Li, S.S., 2018,

USA 254

Computer-Aided

Surgical Simula-

tion in Head and

Neck Reconstruc-

tion: A Cost Com-

parison among

Traditional, In-

House, and Com-

mercial Options.

Chirurgie de la

tête et du cou

Modèles

anatomiques

et instruments

Hôpital et

fournisseur

extérieur

Étude compa-

rative (chirur-

gie tradition-

nelle vs mo-

dèles internes

vs modèles

commerciaux)

Comparaison de

l'analyse des

coûts entre la

chirurgie tradi-

tionnelle, la

simulation chi-

rurgicale assis-

tée par ordina-

teur commer-

ciale et interne

Cas tradition-

nel : coûts de

bloc opéra-

toire

Cas internalisé

: frais de main-

tenance (logi-

ciels, achat et

maintenance

d'une impri-

mante 3D et

personnel),

frais de maté-

riel et coûts du

bloc opéra-

toire

Cas commer-

cial : coûts de

planification

préopératoire

et coûts du

bloc opéra-

toire

La chirurgie tradi-

tionnelle était la plus

chère (46 140

USD/cas). La dé-

pense moyenne était

de 38 212 USD avec

une simulation in-

terne et de 40 951

USD avec une simu-

lation commerciale.

Liu, Y., 2017,

Chine 255

Fabrication of

cerebral aneurysm

simulator with a

desktop 3D print-

er.

Neurochirurgie Simulateur Hôpital Feasibility

study

Développer un

simulateur

d'anévrisme

cérébral à faible

coût

1 Coûts en ma-

tériaux et en

électricité

Le coût d'un simula-

teur a été estimé à

22,88 USD

Rankin, T.,

2015, USA 256

Three-dimensional

printing surgical

instruments: are

we there yet?

Tout type de

chirurgie

Instrument Laboratoire

de recherche

académique

Etude de fai-

sabilité

Déterminer la

viabilité d'un

instrument

imprimé en 3D

Coûts en ma-

tériaux et

achat d’une

imprimante 3D

Le coût d'un instru-

ment a été estimé à

2,77 USD, ce qui

correspond à

1/10ème d'un ins-

trument commercial

en acier inoxydable

Page 222: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

221

Premier

auteur,

date, pays

Titre Spécialité

chirurgicale

Application Lieu de pro-

duction

Type d’étude Objectifs de

l’étude

Nbre

de

pa-

tients

Coûts évalués Résultats

Resnick, C.,

2016, USA 257

Is There a Differ-

ence in Cost Be-

tween Standard

and Virtual Surgi-

cal Planning for

Orthognathic

Surgery?

Chirurgie

maxillofaciale

Gabarit chi-

rurgical

Hôpital et

fournisseur

extérieur

Étude de mi-

crocoûts fon-

dée sur l'acti-

vité en fonc-

tion du temps

Comparaison

des coûts des

gabarits impri-

més en 3D et

des gabarits

fabriqués ma-

nuellement

43 Coût pour

chaque

membre du

personnel

impliqué dans

le processus

La planification chi-

rurgicale virtuelle et

l'impression 3D sont

statistiquement

moins coûteuses que

la planification ma-

nuelle standard (3DP

: 2 700,52 à 2 883,62

USD ; Manuel : 3

380,18 à 3 537,37

USD)

Scerrati A.,

2019, Italie 258

A workflow to

generate physical

3D models of

cerebral aneu-

rysms applying

open source free-

ware for CAD

modeling and 3D

printing.

Neurochirurgie Modèles

anatomiques

Hopital Rapport de

cas

Déterminer

l’utilité et la

faisabilité d'une

production

interne

5 Coûts en ma-

tériaux

Le coût moyen d'un

modèle était de

1,35USD

Witowski, J.,

2017, Po-

logne 259

Cost-effective,

personalized, 3D-

printed liver mod-

el for preoperative

planning before

laparoscopic liver

hemihepatectomy

for colorectal

cancer metastases.

Chirurgie hé-

patique

Modèles

anatomiques

Laboratoire

de recherche

académique

Rapport de

cas

Développement

d'un modèle

anatomique

hépatique im-

primé en 3D à

un prix abor-

dable

1 Coûts en ma-

tériaux

Le coût d'un modèle

a été estimé à moins

de 150 USD.

Yang, M.,

2015, Chine 192

Application of 3D

rapid prototyping

technology in

posterior correc-

tive surgery for

Lenke 1 adoles-

cent idiopathic

scoliosis patients.

Chirurgie or-

thopédique

Modèles

anatomiques

Non précisé Étude compa-

rative (Chirur-

gie tradition-

nelle versus

chirurgie as-

sistée avec

modèle ana-

tomique)

Évaluer l'effica-

cité du prototy-

page rapide en

3D en chirurgie

corrective pour

les patients

atteints de

scoliose

126 Coûts

d’hospitalisatio

n mais non

clairement

détaillés

Les coûts hospitaliers

étaient plus élevés

pour les patients

traités avec des mo-

dèles imprimés en

3D (22 011 USD

contre 21 380 USD).

Page 223: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Annexe 11 : Guide d’entretien sur la détermination des

types d’impact organisationnel associés à l’impression

3D en milieu hospitalier

PRESENTATION DU QUESTIONNAIRE

Objectif : déterminer les types d’impact organisationnel de l’impression 3d et leur importance

relative

Définition de l’impact organnisationnel : effets induits par un changement sur les éléments d’une

organisation)

Douze items vous sont proposés pour évaluer l’impact organisationnel de l’impression 3D au sein

d’un établissement de santé.

Pour chaque item, la première question vous propose d’évaluer l’importance de ce type d’impact

organisationnel et les réponses possibles sont :

Impact fortement négatif

Impact négatif

Absence d’impact

Impact positif

Impact fortement positif

Pour chaque item, la deuxième question vous permet d’apporter des exemples concrets pour

justifier votre réponse à la première question. A chaque fois, trois exemples vous sont demandés. Il

est toutefois possible de n’en donner qu’un ou deux. Une fois les exemples donnés, nous les

classerons du plus fortement négatif ou plus fortement positif

PROFIL DU REPONDANT

Nom :

Prénom :

Profession :

Niveau de connaissance sur l’utilisation de l’impression 3D en chirurgie : □Faible □Modéré □Fort

Niveau de connaissance sur l’évaluation des technologies de santé : □Faible □Modéré □Fort

Page 224: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

223

QUESTIONNAIRE

Item 1 : Parcours de prise en charge

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur le parcours de prise en charge d’un

patient ?

(parcours de Prise en charge : les différents examens que le patient doit réaliser ou les différents

professionnels de santé que le patient doit rencontrer…)

Pouvez-vous citer trois exemples de modifications du parcours de prise en charge d’un patient ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 2 : Flux de patients

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur le flux de patients d’un établissement

de santé ?

(Flux de patients = nombre de patients que l’institution va pouvoir prendre en charge)

Pouvez-vous citer trois exemples de modifications du flux de patients ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 3 : Type et niveau d’implications du patient

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur le niveau d’implication du patient dans

sa prise en charge ?

Pouvez-vous citer trois exemples ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 4 : Processus de travail ou production de soins

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur le processus de travail au sein d’un

établissement de santé ?

Processus de travail : les différentes étapes réalisées par le professionnel de santé pour la PEC du

patient (exemple : validation d’une planification opératoire, réalisation d’un modele anatomique…)

Page 225: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

224

Pouvez-vous citer trois exemples de modifications du processus de travail ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 5 : Besoin de formation et niveau d’implication des acteurs

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur le besoin en formation des différents

acteurs ?

Pouvez-vous citer trois exemples de besoins en formation ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur le niveau d’implication des différents

acteurs ?

Pouvez-vous citer trois exemples de modification de l’implication des acteurs ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 6 : Coopération et mode de communication

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur la coopération entre les différents

acteurs impliqués ?

Pouvez-vous citer trois exemples de modifications de coopération entre les acteurs ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 7 : Modalités de suivi et vigilance

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur les modalités de suivi des patients ?

Pouvez-vous citer trois exemples d’impact sur le suivi des patients ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 8 : Sécurité et conditions de travail

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur la sécurité des acteurs impliqués ?

Page 226: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

225

Pouvez-vous citer trois exemples d’impact sur la sécurité ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 9 : Accessibilité

Pensez-vous que l’accessibilité à cette technologie influence son utilisation ?

Item 10 : Allocation budgétaire

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur la répartition des budgets (ex : DMI

remboursés/ DM non remboursés) ?

Pouvez-vous citer trois exemples d’impact sur la répartition budgétaire ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 11 : Conception architecturale et infrastructure

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur l’infrastructure hospitalière ?

Pouvez-vous citer trois exemples d’impact ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Item 12 : Circuit logistique

Pensez-vous que le recours à l’impression 3D a un effet sur le délai d’obtention du produit final ?

Pouvez-vous citer trois exemples d’impact ?

Pour ces trois exemples, pouvez-vous évaluer l’importance de l’impact (de fortement négatif à

fortement positif) ?

Page 227: Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en

Titre : Impression 3D de dispositifs médicaux utilisés en chirurgie : quelles recommandations pour

l’élaboration d’un modèle d’évaluation médico-économique ?

Mots clés : Impression 3D, Dispositif médical, Evaluation médico-économique, Impact organisationnel

L’impression 3D est une technologie permettant la

fabrication d’un objet par additions successives de

couches de matériaux. Cette technologie trouve de

nombreuses applications dans le domaine de la

santé : bio-impression de tissus et d’organes,

fabrication de médicaments ou encore production

de dispositifs médicaux sur mesure. Ces quinze

dernières années, la production de modèles

anatomiques, de guides chirurgicaux et d’implants

adaptés à l’anatomie du patient s’est développée de

façon exponentielle dans toutes les spécialités

chirurgicales. Néanmoins, la question de son

évaluation clinique et médico-économique reste

entière.

L’objectif de ce travail est de proposer des

recommandations visant à élaborer un modèle

d’évaluation médico-économique qui prendrait en

compte les spécificités de cette technologie. Nous

avons pu démontrer que les modèles médico-

économiques existants ne conviennent pas pour

évaluer un dispositif imprimé en 3D, en mettant

notamment en avant l’importance de l’évaluation

de l’impact organisationnel. Ainsi, nous proposons

dix recommandations essentielles à prendre en

compte pour la conception d’un modèle d’étude

de dispositifs médicaux imprimés en 3D.

Title : 3D printing of medical devices used in surgery: what recommendations for the development of a

medico-economic evaluation model?

Keywords : 3D printing, Medical device, Medical and economic evaluation, Organizational impact

3D printing is a technology that allows the

production of an object by additions of materials

layers by layers. This technology has many

applications in healthcare: bio-printing of tissues

and organs, manufacture of medicines or

production of customised medical devices. Over the

last fifteen years, the production of anatomical

models, surgical guides and implants adapted to the

patient's anatomy has grown exponentially in all

surgical domains. Nevertheless, the question of its

clinical and economic evaluation remains

unanswered.

The objective of this work is to propose several

recommendations for designing an economic

evaluation model that would take into account the

numerous specificities of this technology. We

underlined that existing models are not suitable

for evaluating a 3D printed device, in particular by

highlighting the importance of organisational

impact assessment. Thus, we suggested ten key

recommendations to be taken into account when

designing a study model for 3D printed medical

devices.